Question

12．鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陰離子交換膜只允許陰離子和水分子通過，下列有關敘述正確的是（　　）

• A． 銅電極上發生氧化反應
• B． 電池工作一段時間后，乙池溶液的總質量增加
• C． 電池工作一段時間后，乙池的c（Zn²⁺）＞c（SO₄^2-）
• D． 陰、陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡

Answer 1

分析 由圖象可知，該原電池反應式為：Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu，Zn發生氧化反應，為負極，Cu電極上發生還原反應，為正極，陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，兩池溶液中硫酸根濃度不變，隨反應進行，甲池中的Zn²⁺通過陽離子交換膜進入乙池，以保持溶液呈電中性，進入乙池的Zn²⁺與放電的Cu²⁺的物質的量相等，而Zn的摩爾質量大于Cu，故乙池溶液總質量增大．

解答 解：A．由圖象可知，該原電池反應式為：Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu，Zn為負極，發生氧化反應，Cu為正極，發生還原反應，故A錯誤；
B．甲池中的Zn²⁺通過陽離子交換膜進入乙池，乙池中發生反應：Cu²⁺+2e^-=Cu，保持溶液呈電中性，進入乙池的Zn²⁺與放電的Cu²⁺的物質的量相等，而Zn的摩爾質量大于Cu，故乙池溶液總質量增大，故B正確；
C．陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，故兩池中c（SO₄^2-）不變，以保持溶液呈電中性，進入乙池的Zn²⁺與放電的Cu²⁺的物質的量相等，所以乙池的c（Zn²⁺）≤c（SO₄^2-），故C錯誤；
D．甲池中的Zn²⁺通過陽離子交換膜進入乙池，而陰離子不能通過，以保持溶液電荷守恒，故D錯誤，
故選：B．

點評 本題考查原電池工作原理，為高頻考點，側重于學生的分析能力的考查，注意把握原電池的工作原理，題目比較基礎，注意陽離子交換膜不允許陽離子通過，C選項利用電荷守恒分析．