Question

（1）如圖1所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中央滴入濃硫酸銅溶液，一段時間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是（實驗過程中，不考慮鐵絲反應(yīng)及兩球的浮力變化）當(dāng)杠桿為絕緣體時，A端比B端

 

（填高、低、不變．下同）；當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，A端比B端

 

．
（2）依據(jù)氧化還原反應(yīng)：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu設(shè)計的原電池如圖2所示，其中Y為可溶性硫酸鹽．請回答下列問題：
①電解質(zhì)溶液Y是

 

；（填化學(xué)式）
②X電極發(fā)生的電極反應(yīng)為

 

；
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

 

．
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
（3）把（2）中鹽橋改為鐵棒插入A、B池中，其它不變，電流計的指針

 

（填“會”、“不會”）發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A裝置名稱

 

填（“原電池”或“電解池”），A中溶液濃度

 

（填增大、不變、變小），銅棒的電極名稱為

 

（填“正極”、“負(fù)極”、“陰極”或“陽極”）．
（4）把（2）中鹽橋改為銅棒，其它不變，電流計的指針

 

（填“會”、“不會”）發(fā)生偏轉(zhuǎn)，理由是

 

．

Answer 1

考點：設(shè)計原電池,電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）當(dāng)杠桿為絕緣體時，鐵和銅離子發(fā)生置換反應(yīng)；當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，該裝置構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極，銅作正極；
（2）原電池中，失電子的金屬作負(fù)極，不如負(fù)極活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，得電子的可溶性溶液為電解質(zhì)溶液；原電池放電時，鹽橋中陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動；
（3）把（2）中鹽橋改為鐵棒插入A、B池中，其它不變，B能構(gòu)成原電池，A有外接電源，屬于電解池，A中陽極材料和電解質(zhì)溶液中金屬陽離子為相同元素，所以為電鍍池；
（4）把（2）中鹽橋改為銅棒，其它不變，該裝置不能自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，所以不能構(gòu)成原電池．

解答： 解：（1）當(dāng)杠桿為絕緣體時，鐵和銅離子發(fā)生置換反應(yīng)，所以鐵球上析出銅導(dǎo)致質(zhì)量增大，銅球質(zhì)量不變，所以A端上升，B端下沉，即A端比B端高；
當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，該裝置構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極，銅作正極，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上析出銅，所以B端上升，A端下沉，即A端比B端低，
故答案為：高；低；
（2）①含有鹽橋的原電池中，電極材料與電解質(zhì)溶液中金屬陽離子為同種元素，X為鐵，則Y為硫酸銅溶液，
故答案為：CuSO₄；
②X電極為鐵，鐵易失電子而作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Fe-2e^-=Fe²⁺，
故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；
③鹽橋中氯離子向負(fù)極電解質(zhì)溶液移動，鉀離子向正極電解質(zhì)溶液移動，所以鉀離子向右側(cè)燒杯移動、Cl^-向左側(cè)燒杯移動，故選B；
（3）把（2）中鹽橋改為鐵棒插入A、B池中，其它不變，B能構(gòu)成原電池，A有外接電源，屬于電解池，所以該裝置中有電流產(chǎn)生，A中陽極材料和電解質(zhì)溶液中金屬陽離子為相同元素，所以為電鍍池，陽極上鐵失電子生成亞鐵離子，陰極上亞鐵離子得電子生成鐵，所以溶液濃度不變，右邊裝置中，鐵易失電子作負(fù)極，銅作正極，
故答案為：會；電解池；不變；正極；
（4）把（2）中鹽橋改為銅棒，其它不變，該裝置不能自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，所以不能構(gòu)成原電池，
故答案為：不會；兩池都沒有可自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)．

點評：本題以原電池和電解池原理為載體考查原電池的設(shè)計，根據(jù)電池反應(yīng)式中得失電子的物質(zhì)確定電極材料及電解質(zhì)溶液，明確原電池的構(gòu)成條件是解本題關(guān)鍵，難度中等．