Question

13．某學(xué)生利用如圖實(shí)驗(yàn)裝置探究鹽橋式原電池的工作原理（Cu元素的相對(duì)原子質(zhì)量為64）．按照實(shí)驗(yàn)步驟依次回答下列問題：
（1）導(dǎo)線中電子流向?yàn)閍→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(shí)，對(duì)鹽橋中的K⁺、Cl^-的移動(dòng)方向的表述正確的是B．
A．鹽橋中的K⁺向左側(cè)燒杯移動(dòng)、Cl^-向右側(cè)燒杯移動(dòng)
B．鹽橋中的K⁺向右側(cè)燒杯移動(dòng)、Cl^-向左側(cè)燒杯移動(dòng)
C．鹽橋中的K⁺、Cl^-都向左側(cè)燒杯移動(dòng)    
D．鹽橋中的K⁺、Cl^-幾乎都不移動(dòng)
（4）若將反應(yīng)2Fe³⁺+Cu═Cu²⁺+2Fe²⁺設(shè)計(jì)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?jiān)诿啃☆}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(diǎn)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(fù)極，原電池中，電子由負(fù)極流向正極；
（2）根據(jù)電極反應(yīng)式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，得出正確結(jié)論；
（3）根據(jù)正負(fù)極判斷陰陽離子的移動(dòng)方向；
（4）由方程式可知，Cu被氧化，為原電池的負(fù)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(fù)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(fù)極，銅為正極．原電池中，電子由負(fù)極流向正極，故電子的流向?yàn)閍→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(dòng)，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(fù)電荷，吸引陽離子向右側(cè)燒杯移動(dòng)，故鹽橋中的K⁺向右側(cè)燒杯移動(dòng)、Cl^-向左側(cè)燒杯移動(dòng)，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(fù)極，負(fù)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(shí)放出氧氣，故答案為：太陽能（光能）轉(zhuǎn)化為化學(xué)能．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了原電池設(shè)計(jì)、工作原理、物質(zhì)的量的相關(guān)計(jì)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(jià)變化確定正負(fù)極材料及電解質(zhì)溶液，同時(shí)考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力，題目難度中等．