Question

【題目】某校化學興趣小組的同學為了探究原電池工作的原理，進行了如下系列實驗，請你一起參與實驗并分析實驗結果后回答有關問題：
（1）實驗一中銅片、鋅片表面均有紅色物質析出，電流計指針偏轉，但較短時間內電流即明顯減小．實驗結束時測得鋅片減少了3.94g，銅片增重了3.84g，則該原電池的工作效率是（指參加原電池反應的鋅占反應總量的百分數）．
（2）實驗二中剛將銅、鋅片插入溶液中時電流計指針有偏轉，但立即就歸零了．解釋鋅失去的電子能不能持續通過導線流向銅極給Cu2+ ．
（3）實驗三中鹽橋中的K+流向溶液（填ZnSO4或CuSO4），如果Zn的消耗速率為1×10﹣3 mol/s，則K+的遷移速率為mol/s．
（4）實驗四中，調節低壓電源的電壓到6V，并把其正、負極分別與上圖裝置中的兩個碳電極相連接；接通電源，圖示中的“+”連接到電源的正極上，“﹣”連接到電源的負極上，電解氫氧化鉀溶液制取氫氣、氧氣，且制得的氫氣與氧氣的體積比為2：1，去掉電源，該裝置就成為一只氫氧燃料電池，用帶有一小燈泡的導線連接a、b，燈泡即可發亮．則下列說法錯誤的是 ．
A.在電解KOH溶液制備H2和O2時，KOH的作用是增強溶液的導電性，一段時間后其濃度增大
B.當作為氫氧燃料電池時，c極發生氧化反應，d極發生還原反應
C.當作為氫氧燃料電池時，電解質溶液中的OH﹣向著d極移動
D.如將KOH溶液換成稀H2SO4 ， 且作為氫氧燃料電池時，c極的電極反應為：O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣ ．

Answer 1

【答案】
（1）60%
（2）鋅失電子則形成Zn2+進入溶液顯正電性，Cu2+得電子則溶液顯負電性，兩種因素均阻礙電子流向銅板
（3）CuSO4；2×10﹣3
（4）BD
【解析】解：（1）銅片、鋅片表面均有紅色物質銅析出，理解減小的質量為：3.94g﹣3.84g=0.1g，根據反應關系式：Zn～Cu△m（減小）
65 64 1
6.5g 0.1g
參加反應的鋅的質量為6.5g，根據電子守恒，參加原電池反應的鋅的物質的量為n（Zn）=n（Cu）= =0.06mol，該原電池的工作效率為： ×100%=60%，所以答案是：60%；（2）由于鋅失電子則形成Zn2+進入溶液顯正電性，Cu2+得電子則溶液顯負電性，這兩種因素均阻礙電子流向銅板，所以答案是：鋅失電子則形成Zn2+進入溶液顯正電性，Cu2+得電子則溶液顯負電性，兩種因素均阻礙電子流向銅板；（3）實驗三中，銅為正極，鋅為負極，電流在外電路有銅流向鋅，溶液中電流由鋅流向銅，所以鉀離子流向硫酸銅溶液，氯離子流向硫酸鋅溶液；根據電荷守恒可知，如果Zn的消耗速率為1×10﹣3mol/s，則鉀離子則K+的遷移速率為2×10﹣3 ， 所以答案是：CuSO4；2×10﹣3；（4）電解KOH溶液和電解硫酸溶液時，實際都是電解水，KOH溶液和硫酸溶液的濃度增大，陽極a上氫氧根離子發生氧化反應生成氧氣，陰極b上氫離子發生還原反應生成氫氣，形成氫氧燃料電池時，a電極上氧氣發生還原反應，做正極，b電極上氫氣放出氧化反應，做負極， A、電解KOH溶液，實際是電解水，KOH溶液的濃度增大，pH增大，故A正確； B、形成氫氧燃料電池時，c電極上氧氣發生還原反應，做正極，d電極上氫氣放出氧化反應，做負極，故B錯誤； C、在燃料電池中，陰離子移向負極d，故C正確； D、在酸性溶液中，氧氣放電變化生成水，故D錯誤；故選BD．