Question

【題目】某小組同學在實驗室中組裝如下圖所示裝置，請回答：

(1)從能量轉化的角度看，該裝置是將____(填能量轉化的形式)，符合該裝置的化學反應類型一定是____反應。

(2)若 a 為鋅片，b 為銅片，左右兩側燒杯中分別盛有ZnSO4溶液和CuSO4 溶液，則 b 極的電極反應式是_____，a 極可觀察到的現象是______；導線中電子流動的 方向是_____(用“a→b”或“b→a”表示)，鹽橋中的陽離子向______(填“a”或“b”) 極方向移動。

(3)另一種原電池乙如下圖所示裝置，甲、乙兩種原電池中可更有效地將化學能轉化為電能的是______(填“甲”或“乙”)，其原因是_____。

Answer 1

【答案】化學能轉化電能 氧化還原 Cu2++2e-=Cu 鋅片溶解 a→b b 甲 電池乙負極可與CuSO4溶液直接發生反應，導致部分化學能轉化為熱能，電池甲的負極不與所接觸的電解質溶液反應，化學能在轉化為電能時損耗較小

【解析】

由原電池工作原理，一般活潑金屬作負極失去電子發生氧化反應，原電池中電子由負極移向正極，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，據此分析解答。

(1)由圖甲裝置分析可知，甲為原電池，裝置中發生氧化還原反應，有電子的轉移，從而將化學能轉化為電能，故答案為：化學能轉化為電能；氧化還原；

(2)若a為鋅片，b為銅片，左右兩側燒杯中分別盛有ZnSO4溶液和CuSO4 溶液，則a作負極，Zn失去電子發生氧化反應，電極反應式為Zn-2e-=Zn2+，因此a極鋅片溶解，b作正極，Cu2+在正極得到電子發生還原反應，電極反應式為Cu2++2e-=Cu，原電池中電子由負極移向正極，陽離子向正極移動，則導線中的電子流動的方向是a→b，鹽橋中的陽離子向b極方向移動，故答案為：Cu2++2e-=Cu；鋅片溶解；a→b；b；

(3)由于帶有鹽橋的甲原電池中負極沒有和CuSO4溶液直接接觸，二者不會直接發生置換反應，化學能不會轉化為熱能，幾乎全部轉化為電能；而原電池乙中的負極與CuSO4溶液直接接觸，兩者會發生置換反應，部分化學能轉化為熱能，化學能不可能全部轉化為電能，因此甲、乙兩種原電池中可更有效地將化學能轉化為電能的是甲，故答案為：甲；電池乙負極可與CuSO4溶液直接發生反應，導致部分化學能轉化為熱能，電池甲的負極不與所接觸的電解質溶液反應，化學能在轉化為電能時損耗較小。