Question

10．某學生利用下面實驗裝置探究鹽橋式原電池的工作原理．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．

Answer 1

分析 （1）Zn為負極，Cu為正極，電子由負極經導線流向正極；
（2）負極發生氧化反應，Zn失去電子生成鋅離子；
（3）計算Cu的物質的量，結合電極反應式Cu²⁺+2e^-=Cu計算轉移電子；
（4）原電池中電解質溶液陰離子向負極移動，陽離子向正向移動；
（5）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，其物質的量為0.1mol，溶液恰好恢復到電解前的狀態，則電解中生成0.2molAg，根據Ag元素化合價變化計算轉移電子．

解答 解：（1）鋅銅原電池中，鋅比銅活潑，Zn與硫酸銅反應生成Cu與硫酸鋅，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$\frac{0.64g}{64g/mol}$=0.01mol，由電極反應式Cu²⁺+2e^-=Cu可知，導線中轉移電子為0.01mol×2=0.02mol，故轉移電子數目為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）電解發生2H₂O+4AgNO₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃ ，向所得溶液中加入23.2g氧化銀，其物質的量為$\frac{23.2g}{232g/mol}$=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，故答案為：0.2．

點評 本題主要考查原電池的工作原理、電解原理，關鍵理解掌握原電池與電解工作原理，注意電子轉移守恒再電化學計算中應用，題目難度不大．