Question

13．某學(xué)生利用如圖實驗裝置探究鹽橋式原電池的工作原理（Cu元素的相對原子質(zhì)量為64）．按照實驗步驟依次回答下列問題：
（1）導(dǎo)線中電子流向為a→b（用a、b表示）．
（2）若裝置中銅電極的質(zhì)量增加0.64g，則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.02N_A ； （用“N_A”表示）
（3）裝置中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(cè)燒杯移動、Cl^-向右側(cè)燒杯移動
B．鹽橋中的K⁺向右側(cè)燒杯移動、Cl^-向左側(cè)燒杯移動
C．鹽橋中的K⁺、Cl^-都向左側(cè)燒杯移動    
D．鹽橋中的K⁺、Cl^-幾乎都不移動
（4）若將反應(yīng)2Fe³⁺+Cu═Cu²⁺+2Fe²⁺設(shè)計成原電池，寫出電極反應(yīng)式．正極反應(yīng)2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；
（5）下列是用化學(xué)方程式表示的化學(xué)變化，請在每小題后的橫線上注明能量的轉(zhuǎn)化形式．
①電池總反應(yīng)：Zn+Ag₂O+H₂O═Zn（OH）₂+2Ag：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能．
②2C₂H₂+5O₂$\stackrel{點燃}{→}$4CO₂+2H₂O：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能．
③6H₂O+6CO₂$→_{葉綠體}^{光}$C₆H₁₂O₆（葡萄糖）+6O₂：太陽能（光能）轉(zhuǎn)化為化學(xué)能．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)金屬活潑性判斷正負極，原電池中，電子由負極流向正極；
（2）根據(jù)電極反應(yīng)式進行相關(guān)計算，得出正確結(jié)論；
（3）根據(jù)正負極判斷陰陽離子的移動方向；
（4）由方程式可知，Cu被氧化，為原電池的負極，則正極可為碳棒或不如Cu活潑的金屬，電解質(zhì)溶液為氯化鐵溶液，正極發(fā)生還原反應(yīng)，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，據(jù)此分析解答；
（5）從反應(yīng)條件可判斷能量的轉(zhuǎn)化形式．

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）0.64g銅物質(zhì)的量為0.01mol，由電極反應(yīng)式Cu²⁺+2e^-=Cu可知，生成1mol銅，轉(zhuǎn)移2mol電子，故生成0.01mol銅，導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移0.02mol電子，電子數(shù)目為0.02N_A，故答案為：0.02N_A ；
（3）左側(cè)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(cè)燒杯移動，右側(cè)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(cè)燒杯移動，故鹽橋中的K⁺向右側(cè)燒杯移動、Cl^-向左側(cè)燒杯移動，故答案為：B
（4）由方程式2Fe³⁺+Cu═Cu²⁺+2Fe²⁺可知，Cu被氧化，為原電池的負極，負極反應(yīng)為Cu-2e^-=Cu²⁺，正極Fe³⁺被還原，電極方程式為2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，故答案為：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；
（5）①放電是通過原電池裝置把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故答案為：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；
②燃燒是劇烈的氧化還原反應(yīng)，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，故答案為：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；
③綠色植物在葉綠體內(nèi)，吸收和利用光能把二氧化碳和水合成葡萄糖，同時放出氧氣，故答案為：太陽能（光能）轉(zhuǎn)化為化學(xué)能．

點評 本題主要考查了原電池設(shè)計、工作原理、物質(zhì)的量的相關(guān)計算、常見的能量轉(zhuǎn)化形式，明確原電池原理是解本題關(guān)鍵，再根據(jù)方程式中元素化合價變化確定正負極材料及電解質(zhì)溶液，同時考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力，題目難度中等．