Question

17．某學生利用下面實驗裝置如圖1探究鹽橋式原電池的工作原理如圖2．按照實驗步驟依次回答下列問題：

（1）導線中電子流向為a→b（用a、b表示）．
（2）寫出裝置中鋅電極上的電極反應式：Zn-2e^-=Zn²⁺；
（3）若裝置中銅電極的質量增加0.64g，則導線中轉移的電子數目為0.02N_A ；（用“N_A”表示）
（4）裝置的鹽橋中除添加瓊脂外，還要添加KCl的飽和溶液，電池工作時，對鹽橋中的K⁺、Cl^-的移動方向的表述正確的是B．
A．鹽橋中的K⁺向左側燒杯移動、Cl^-向右側燒杯移動
B．鹽橋中的K⁺向右側燒杯移動、Cl^-向左側燒杯移動
C．鹽橋中的K⁺、Cl^-都向左側燒杯移動
D．鹽橋中的K⁺、Cl^-幾乎都不移動
（5）實驗室用惰性電極電解200ml的硝酸銀溶液一段時間后，撤去電源，若加入23.2g氧化銀恰好使電解液恢復到原來狀態，則電解過程中轉移電子數為0.2mol；若加入25.0g氫氧化銀恰好使電解液恢復到原來狀態，則原硝酸銀溶液的物質的量濃度為1mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）根據金屬活潑性判斷正負極，原電池中，電子由負極流向正極；
（2）鋅為負極，鋅失電子變成鋅離子；
（3）根據電極反應式進行相關計算，得出正確結論；
（4）根據正負極判斷陰陽離子的移動方向；
（5）由信息可知，電解發生2H₂O+4AgNO₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃ ，向所得溶液中加入23.2g氧化銀即$\frac{23.2}{108×2+16}$=0.1mol充分反應后，溶液恰好恢復到電解前的狀態，則電解中生成0.2molAg，若加入25.0g氫氧化銀即$\frac{25}{108+17}$=0.2mol，恰好使電解液恢復到原來狀態，由Ag原子守恒可知，則電解中生成0.2molAg，以此來解答．

解答 解：（1）鋅銅原電池中，鋅比銅活潑，故鋅為負極，銅為正極．原電池中，電子由負極流向正極，故電子的流向為a→b，故答案為：a→b；
（2）Zn為負極，鋅電極上的電極反應式為 Zn-2e^-=Zn²⁺，故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；
（3）0.64g銅物質的量為0.01mol，由電極反應式Cu²⁺+2e^-=Cu可知，生成1mol銅，轉移2mol電子，故生成0.01mol銅，導線中轉移0.02mol電子，電子數目為0.02N_A，故答案為：0.02N_A ；
（4）左側燒杯中鋅失電子變成鋅離子，使得鋅電極附近帶正電荷，吸引陰離子向左側燒杯移動，右側燒杯中銅離子得到電子變成銅，使得銅電極附近帶負電荷，吸引陽離子向右側燒杯移動，故鹽橋中的K⁺向右側燒杯移動、Cl^-向左側燒杯移動，故答案為：B；
（5）由信息可知，電解發生2H₂O+4AgNO₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃ ，向所得溶液中加入23.2g氧化銀即$\frac{23.2}{108×2+16}$=0.1mol充分反應后，溶液恰好恢復到電解前的狀態，由Ag原子守恒可知，則電解中生成0.2molAg，則轉移電子的物質的量是0.2mol×（1-0）=0.2mol，
若加入25.0g氫氧化銀即$\frac{25}{108+17}$=0.2mol，恰好使電解液恢復到原來狀態，由Ag原子守恒可知，則電解中生成0.2molAg，所以硝酸銀溶液的物質的量濃度為$\frac{0.2}{0.2}$=1mol•L^-1，故答案為：0.2；1．

點評 本題主要考查了原電池的工作原理、電解原理以及物質的量的相關計算，為高頻考點，把握“23.2g氧化銀恰好使電解液恢復到原來狀態”發生的電解反應為解答的關鍵，側重電極反應、原子守恒及轉移電子計算的考查，題目難度不大．