Question

某化學活動小組利用如下裝置對原電池進行研究，請回答下列問題（其中鹽橋為含有KCl溶液的瓊脂）．
（1）、在甲圖裝置中，當電流計指針發(fā)生偏轉時，鹽橋中的離子移動方向為：K⁺移向

B

燒杯，Cl^-移向

A

燒杯（填A或B），裝置中電子轉移的方向為：

由負極（Zn）沿導線移向正極（Cu）

．
（2）、如果將鹽橋換成Cu導線（如乙圖），該小組同學發(fā)現(xiàn)電流表指針仍然發(fā)生偏轉，則C中可以構成

原電

池，D中可以構成

電解/電鍍

池．
（3）、對乙圖產生電流的原因猜想如下：
猜想一：ZnSO₄溶液水解顯酸性，如該觀點正確，則C中銅導線上的電極反應式為：

2H⁺+2e^-=H₂↑

．
猜想二：ZnSO₄溶液酸性很弱，由于溶解了空氣中的氧氣而產生電流，如該觀點正確，此時C中銅導線上的電極反應式為：

O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-

．
若猜想二正確，則可利用此原理設計電池為在偏遠的海島工作的燈塔供電，其裝置以金屬鋁和石墨為電極，以海水為電解質溶液，試寫出該電池工作時總反應的化學方程式

4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃

．

Answer 1

分析：（1）原電池中，電子由負極經(jīng)外電路流向正極，電解質溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動；
（2）C為兩種不同的金屬作電極，形成原電池，D為電解或電鍍裝置；
（3）從金屬發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐蝕的角度分析，以金屬鋁和石墨為電極，以海水為電解質溶液形成原電池時根據(jù)鋁作負極，發(fā)生氧化反應生成Al（OH）₃回答．

解答：解：（1）在甲圖裝置中，當電流計指針發(fā)生偏轉時，形成原電池，鋅為活潑金屬，被氧化而失去電子，銅為原電池正極，正極上得電子而被還原，原電池中，電子由負極經(jīng)外電路流向正極，電解質溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，
故答案為：B；A；由負極（Zn）沿導線移向正極（Cu）；
（2）如果將鹽橋換成Cu導線（如乙圖），該小組同學發(fā)現(xiàn)電流表指針仍然發(fā)生偏轉，則C中可以構成原電池，鋅為活潑金屬，被氧化而失去電子，銅為原電池正極，正極上得電子而被還原，分別連接電源的正負極，正極反應為Cu²⁺+2e^-=Cu，負極反應為Cu-2e^-=Cu²⁺，為電解或電鍍裝置，
故答案為：原電；電解/電鍍；
（3）ZnSO₄溶液水解顯酸性，Cu為正極，發(fā)生還原反應，電極反應為2H⁺+2e^-=H₂↑，
ZnSO₄溶液酸性很弱，由于溶解了空氣中的氧氣而產生電流，則正極發(fā)生還原反應，氧氣在正極上得電子而被還原，電極反應為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
以金屬鋁和石墨為電極，以海水為電解質溶液，Al為負極，氧化反應，電極反應為Al-3e^-+3OH^-=Al（OH）₃，正極反應為 O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，該電池工作時總反應的化學方程式為4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑； O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃．

點評：本題考查原電池和電解池的工作原理，題目難度不大，注意把握基礎知識的積累，掌握電極反應式的書寫．