高中化學(xué)新教材同步選擇性必修第一冊 第4章 第一節(jié) 第1課時 原電池的工作原理（同步講義）

第一節(jié)原電池第1課時原電池的工作原理[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]1.宏觀辨識與微觀探析：以鋅銅原電池為例，從宏觀和微觀的角度，分析理解原電池的工作原理，能正確判斷原電池的正極和負極，會書寫其電極反應(yīng)式。2.變化觀念與平衡思想：進一步理解化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化，認識從簡單原電池發(fā)展到帶有鹽橋原電池的過程變化，并能理解帶有鹽橋原電池的實用性。一、原電池的工作原理1．原電池的構(gòu)成條件(1)定義：能把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。(2)構(gòu)成條件：2．實驗探究：鋅銅原電池的工作原理(含鹽橋)裝置示意圖注：鹽橋中裝有含KCl飽和溶液的瓊膠現(xiàn)象鋅片逐漸溶解，銅片上有紅色物質(zhì)生成，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能微觀探析在硫酸鋅溶液中，負極一端的Zn失去電子形成Zn2＋進入溶液在硫酸銅溶液中，正極一端的Cu2＋獲得電子變成Cu沉積在銅片上電子或離子移動方向電子：負極流向正極鹽橋：Cl—移向ZnSO4溶液，K＋移向CuSO4溶液工作原理，電極反應(yīng)式負極：Zn－2e－Zn2＋(氧化反應(yīng))正極：Cu2＋＋2e－Cu(還原反應(yīng))總反應(yīng)：Zn＋Cu2＋Zn2＋＋Cu特別提醒①鹽橋的作用：形成閉合回路；平衡兩側(cè)的電荷，溶液呈電中性；避免電極與電解質(zhì)溶液的直接接觸，減少電流的衰減。②原電池輸出電能的能力，取決于組成原電池的反應(yīng)物的氧化還原能力。3．原電池工作原理示意圖(1)原電池中電流的方向是負極→導(dǎo)線→正極(×)(2)原電池中負極發(fā)生的反應(yīng)是還原反應(yīng)(×)(3)銅鋅原電池中電子由鋅電極經(jīng)過溶液流向銅電極(×)(4)在原電池中陽離子移向正極，陰離子移向負極(√)(5)原電池的正極一定是化學(xué)性質(zhì)不活潑的金屬(×)1．如圖是某同學(xué)設(shè)計的原電池裝置，(1)電極Ⅰ上發(fā)生________(填反應(yīng)類型)，作________(填電極名稱)。(2)電極Ⅱ的電極反應(yīng)式為___________________________________________。(3)該原電池的總反應(yīng)式為________________________________________________。(4)鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊膠，其作用是________。答案(1)還原反應(yīng)原電池的正極(2)Cu－2e－Cu2＋(3)2Fe3＋＋CuCu2＋＋2Fe2＋(4)形成閉合回路、平衡電荷(答案合理即可)2．根據(jù)原電池的工作原理，寫出下列電池的電極反應(yīng)式。(1)將鐵片、銅片用導(dǎo)線連接后，置于稀硫酸中，形成原電池：①正極反應(yīng)式是______________________________________________________________；②負極反應(yīng)式是_________________________________________________________________；③原電池總反應(yīng)的離子方程式是___________________________________________________。(2)有人用原電池原理除去銀器皿表面的黑色硫化銀，其處理方法：將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中，再將變黑的銀器浸入溶液中，放置一段時間后，有臭雞蛋氣味的氣體放出，銀表面的黑色會褪去而銀不會損失。在此形成的原電池中：①負極反應(yīng)式是______________________________________________________________；②正極反應(yīng)式是______________________________________________________________；③總反應(yīng)方程式是__________________________________________________________。答案(1)①2H＋＋2e－H2↑②Fe－2e－Fe2＋③Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑(2)①2Al－6e－2Al3＋②3Ag2S＋6e－6Ag＋3S2－③3Ag2S＋2Al＋6H2O6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑解析(2)要善于抓住題示信息?！昂谏嗜ザy不會損失”，必然發(fā)生變化：Ag2S→Ag，顯然這是原電池的正極反應(yīng)：3Ag2S＋6e－6Ag＋3S2－，負極反應(yīng)應(yīng)為活潑金屬發(fā)生氧化反應(yīng)：2Al－6e－2Al3＋，正極生成的S2－和負極生成的Al3＋在溶液中都能水解且相互促進：2Al3＋＋3S2－＋6H2O2Al(OH)3↓＋3H2S↑，有臭雞蛋氣味的硫化氫氣體產(chǎn)生。原電池的總反應(yīng)為上述三個反應(yīng)式的加合：3Ag2S＋2Al＋6H2O6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑。一般電極反應(yīng)式的書寫方法(1)判斷原電池的正、負極，即找出氧化劑和還原劑。(2)結(jié)合介質(zhì)的酸堿性確定還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。(3)寫出電極反應(yīng)式，將兩式相加得總反應(yīng)式。二、原電池的應(yīng)用1．加快氧化還原反應(yīng)的速率構(gòu)成原電池的反應(yīng)速率比直接接觸的反應(yīng)速率快，例如，在鋅與稀H2SO4反應(yīng)時加入少量CuSO4溶液，CuSO4與鋅發(fā)生置換反應(yīng)生成Cu，從而形成Cu－Zn微小原電池，加快產(chǎn)生H2的速率。2．比較金屬活動性強弱例如，有兩種金屬a和b，用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，觀察到a極溶解，b極上有氣泡產(chǎn)生。由此可判斷出a是負極、b是正極，且金屬活動性：a>b。3．設(shè)計原電池理論上，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，都可以設(shè)計成原電池。(a)外電路負極——化合價升高的物質(zhì)正極——活潑性弱的物質(zhì)，一般選碳棒(b)內(nèi)電路：化合價降低的物質(zhì)作電解質(zhì)溶液。如：2FeCl3＋Cu2FeCl2＋CuCl2①化合價升高的物質(zhì)負極：Cu②活潑性較弱的物質(zhì)正極：C③化合價降低的物質(zhì)電解質(zhì)溶液：FeCl3示意圖(1)只有放熱的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計成原電池(×)(2)將Mg和Al導(dǎo)線連接放入NaOH溶液，Al不斷溶解，說明活潑性Mg＜Al(×)(3)足量的Zn與稀H2SO4反應(yīng)時，滴入CuSO4溶液可以加快反應(yīng)速率，因為c(SOeq\o\al(2－,4))增大(×)(4)增大濃度，能加快原電池反應(yīng)的速率(×)一般來說，設(shè)計成原電池的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，但有些吸熱反應(yīng)如果能自發(fā)進行也可設(shè)計成原電池，如：AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋H2O通過調(diào)節(jié)B中的pH，實現(xiàn)原電池電極的轉(zhuǎn)換，若正方向放熱，則逆方向吸熱，均能構(gòu)成原電池。1．由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置圖進行實驗。裝置現(xiàn)象金屬A不斷溶解形成二價金屬離子C極質(zhì)量增加A極有氣泡產(chǎn)生根據(jù)實驗現(xiàn)象回答下列問題：(1)裝置甲中負極的電極反應(yīng)式是_________________________________________________。(2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是_________________________________________________。(3)裝置丙中溶液的pH______(填“變大”“變小”或“不變”)。(4)四種金屬活動性由強到弱的順序是_____________________________________________。答案(1)A－2e－A2＋(2)Cu2＋＋2e－Cu(3)變大(4)D＞A＞B＞C解析甲、乙、丙均為原電池裝置。依據(jù)原電池原理，甲中A不斷溶解，則A為負極、B為正極，活動性：A＞B；乙中C極增重，即析出Cu，則B為負極，活動性：B＞C；丙中A上有氣泡即H2產(chǎn)生，則A為正極，活動性：D＞A，隨著H＋的消耗，pH變大。2．依據(jù)氧化還原反應(yīng)：Cu＋2Ag＋Cu2＋＋2Ag設(shè)計的原電池如圖所示。請回答下列問題：(1)電極X的材料是________________，電解質(zhì)溶液Y是____________。(2)銀電極的電極反應(yīng)式是_______________________________________________________；X電極的電極反應(yīng)式是__________________________________________________________。(3)外電路中的電子是從________極流向________極。(4)該原電池的正極是____________，還可以選用__________________等材料。答案(1)銅硝酸銀溶液(2)2Ag＋＋2e－2AgCu－2e－Cu2＋(3)負(或銅)正(或銀)(4)銀鉑、石墨解析原電池中負極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，鹽橋起到形成閉合回路、平衡電荷的作用。由總反應(yīng)方程式可知電極X的材料是Cu，發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)溶液Y是可溶性銀鹽溶液，常用AgNO3溶液。電極反應(yīng)式如下，負極：Cu－2e－Cu2＋，正極：2Ag＋＋2e－2Ag，電子由負極(Cu)流出，經(jīng)外電路流向正極(Ag)。設(shè)計原電池時電解質(zhì)溶液和電極材料的選擇(1)電解質(zhì)溶液一般要能夠與負極材料發(fā)生反應(yīng)。但若是兩個半反應(yīng)分別在兩個燒杯中進行，則左右兩個燒杯中的電解質(zhì)溶液應(yīng)與電極材料具有相同的陽離子。(2)電池的電極材料必須能導(dǎo)電。①活動性不同的兩種金屬。如鋅銅原電池，鋅作負極，銅作正極。②金屬和非金屬。如鋅作負極，石墨棒作正極。③金屬和化合物。如鉛蓄電池，鉛塊作負極，PbO2作正極。④惰性電極。如氫氧燃料電池中，兩電極均可用Pt。隨堂演練知識落實1．(2019·甘肅武威第十八中學(xué)高二上期末)下列裝置中，能構(gòu)成原電池的是()答案D2．下列有關(guān)圖甲和圖乙的敘述不正確的是()A．均發(fā)生了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程B．Zn和Cu既是電極材料又是反應(yīng)物C．工作過程中，電子均由Zn經(jīng)導(dǎo)線流向CuD．相同條件下，圖乙比圖甲的能量利用效率高答案B解析兩個裝置都為原電池裝置，均發(fā)生化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程，故A正確；根據(jù)原電池的工作原理，鋅比銅活潑，鋅作負極、銅作正極，銅本身不是反應(yīng)物，故B錯誤；鋅作負極，電子從負極經(jīng)外電路流向正極，故C正確；圖乙裝置產(chǎn)生的電流在一段時間內(nèi)變化不大，但圖甲裝置產(chǎn)生的電流在較短時間內(nèi)就會衰減，故D正確。3．(2019·江西臨川第一中學(xué)高二月考)某合作學(xué)習(xí)小組的同學(xué)利用下列氧化還原反應(yīng)設(shè)計原電池：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO42MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。下列敘述中正確的是()A．甲燒杯中溶液的pH逐漸減小B．乙燒杯中發(fā)生還原反應(yīng)C．外電路的電流方向是從a到bD．電池工作時，鹽橋中的SOeq\o\al(2－,4)移向甲燒杯答案C解析甲燒杯中發(fā)生的電極反應(yīng)為MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋＋5e－Mn2＋＋4H2O，氫離子濃度減小，導(dǎo)致溶液的pH增大，A項錯誤；a電極發(fā)生還原反應(yīng)，Mn元素的化合價降低，電極反應(yīng)式為MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋＋5e－Mn2＋＋4H2O，b電極亞鐵離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，F(xiàn)e2＋－e－Fe3＋，B項錯誤；由上述分析可知，a為正極，b為負極，則電流方向為從a到b，C項正確；陰離子向負極移動，則鹽橋中的SOeq\o\al(2－,4)移向乙燒杯，D項錯誤。4．已知電極材料：鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁；電解質(zhì)溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、硫酸。按要求回答下列問題：(1)電工操作上規(guī)定：不能把銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線連接在一起使用。請說明原因______________________________________________________________________________________________。(2)若電極材料選銅和石墨，電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液，外加導(dǎo)線，能否構(gòu)成原電池？____。若能，請寫出電極反應(yīng)式，負極：_____________________，正極：_______________________。(若不能，后兩空不填)(3)設(shè)計一種以鐵和稀硫酸的反應(yīng)為原理的原電池，要求畫出裝置圖(需標明電極材料及電池的正、負極)。答案(1)二者連接在一起時，接頭處在潮濕的空氣中形成原電池而鋁作負極被腐蝕(2)能Cu－2e－Cu2＋2Fe3＋＋2e－2Fe2＋(3)如圖解析(1)當Cu、Al導(dǎo)線連接時，接觸到潮濕的空氣就易形成原電池而鋁被腐蝕。(2)因為Fe2(SO4)3能與Cu發(fā)生反應(yīng)：Fe2(SO4)3＋Cu2FeSO4＋CuSO4，因此根據(jù)給出條件可以設(shè)計成原電池，其負極為Cu，電極反應(yīng)為Cu－2e－Cu2＋，－2Fe2＋。(3)因為反應(yīng)為Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑，所以負極為Fe，正極為Cu、Ag或石墨，電解質(zhì)為稀硫酸，即可畫出裝置圖。題組一原電池的構(gòu)成及工作原理1．下列燒杯中盛放的都是稀硫酸，在銅電極上能產(chǎn)生氣泡的是()答案A解析裝置B、C中無化學(xué)反應(yīng)發(fā)生；D不能形成閉合回路；只有A能形成原電池，銅電極上有氫氣產(chǎn)生。2．(2019·江西贛州南康中學(xué)、于都中學(xué)高二上月考)如圖所示，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，然后小心地向燒杯中央滴入M的濃溶液，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，不考慮兩球的浮力變化)()A．當M為CuSO4、杠桿為導(dǎo)體時，A端低，B端高B．當M為AgNO3、杠桿為導(dǎo)體時，A端高，B端低C．當M為鹽酸、杠桿為導(dǎo)體時，A端高，B端低D．當M為CuSO4、杠桿為絕緣體時，A端低、B端高答案A解析杠桿為導(dǎo)體時，該裝置形成原電池，F(xiàn)e為負極、Cu為正極，A、B、C三個選項中Fe均會溶解，質(zhì)量減輕，所以B端高。杠桿為絕緣體時，不形成原電池，D選項中只在鐵球上發(fā)生Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu的反應(yīng)，鐵球質(zhì)量增加，B端低。3．(2019·成都高二檢測)在如圖所示的裝置中，a的金屬活動性比氫要強，b為碳棒，關(guān)于此裝置的各種敘述不正確的是()A．碳棒上有氣體放出，溶液pH變大B．a(chǎn)是正極，b是負極C．導(dǎo)線中有電子流動，電子從a極流向b極D．a(chǎn)極上發(fā)生了氧化反應(yīng)答案B解析a為活潑金屬，比碳棒活潑，作負極。4．下列關(guān)于原電池的敘述正確的是()A．在外電路中，電流由銅電極流向銀電極B．正極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－CuC．實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作D．將銅片直接浸入硝酸銀溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同答案D解析該原電池中Cu作負極，Ag作正極，電極反應(yīng)為Cu－2e－Cu2＋(負極)，2Ag＋＋2e－2Ag(正極)，鹽橋起到了傳遞離子、形成閉合回路的作用，電子是由負極流向正極，電流的方向和電子的流向相反。D選項正確。5．圖甲和圖乙均是雙液原電池裝置。下列說法不正確的是()A．甲中電池總反應(yīng)的離子方程式為Cd(s)＋Co2＋(aq)Co(s)＋Cd2＋(aq)B．反應(yīng)2Ag(s)＋Cd2＋(aq)Cd(s)＋2Ag＋(aq)能夠發(fā)生C．鹽橋的作用是形成閉合回路，并使兩邊溶液保持電中性D．乙中有1mol電子通過外電路時，正極有108gAg析出答案B解析由甲可知Cd的活動性強于Co，由乙可知Co的活動性強于Ag，即Cd的活動性強于Ag，故Ag不能置換出Cd，B項錯誤。題組二原電池電極的判斷和電極反應(yīng)式書寫6．對于原電池的電極名稱，敘述錯誤的是()A．發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負極B．正極為電子流入的一極C．比較不活潑的金屬為負極D．電流流出的一極為正極答案C解析原電池中相對活潑的金屬為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)；相對不活潑的金屬(或非金屬導(dǎo)體)為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。7．控制合適的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2設(shè)計成如圖所示的原電池。下列判斷不正確的是()A．反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3＋被還原C．電流表讀數(shù)為零時，反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)D．電流表讀數(shù)為零后，向甲中加入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負極答案D解析由題圖并結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3＋得到電子變?yōu)镕e2＋，被還原，I－失去電子變?yōu)镮2，被氧化，A、B項正確；電流表讀數(shù)為零時，反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)，C項正確；向甲中加入FeCl2固體，對于2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，平衡向逆反應(yīng)方向移動，此時Fe2＋被氧化，I2被還原，故甲中石墨電極為負極，乙中石墨電極為正極，D項錯誤。8．原電池的電極反應(yīng)式不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說法錯誤的是()A．由Fe、Cu、FeCl3溶液組成的原電池，負極反應(yīng)式為Cu－2e－Cu2＋B．由金屬Al、Cu和稀硫酸組成的原電池，負極反應(yīng)式為Al－3e－Al3＋C．由Al、Mg、NaOH溶液組成的原電池，負極反應(yīng)式為Al＋4OH－－3e－AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OD．由金屬Al、Cu和濃硝酸組成的原電池，負極反應(yīng)式為Cu－2e－Cu2＋答案A解析鐵比銅活潑，鐵作負極，負極反應(yīng)式為Fe－2e－Fe2＋，故A錯誤；鋁比銅活潑，鋁作負極，負極反應(yīng)式為Al－3e－Al3＋，故B正確；雖然鎂比鋁活潑，但鎂不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，因此鋁作負極，負極反應(yīng)式為Al＋4OH－－3e－AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，故C正確；Al與濃硝酸發(fā)生鈍化反應(yīng)，則銅作負極，負極反應(yīng)式為Cu－2e－Cu2＋，故D正確。題組三原電池工作原理的應(yīng)用9．有A、B、C、D四塊金屬片，進行如下實驗，據(jù)此判斷四種金屬的活動性順序是()①A、B用導(dǎo)線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，A極為負極；②C、D用導(dǎo)線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，電流由D→導(dǎo)線→C；③A、C相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，C極產(chǎn)生大量氣泡；④B、D相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)。A．A＞C＞D＞B B．A＞B＞C＞DC．C＞A＞B＞D D．B＞D＞C＞A答案A解析①活潑性較強的金屬作原電池的負極，A、B用導(dǎo)線相連后，同時插入稀H2SO4中，A極為負極，則活動性：A＞B；②C、D用導(dǎo)線相連后，同時浸入稀硫酸中，電子由負極→導(dǎo)線→正極，電流方向與電子方向相反，電流由正極D→導(dǎo)線→負極C，則活動性：C＞D；③A、C相連后，同時浸入稀硫酸中，C極產(chǎn)生大量氣泡，說明C為原電池的正極，較不活潑，則活動性：A＞C；④B、D相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)，說明D為原電池的負極，則活動性：D＞B；所以有：A＞C＞D＞B，故A項正確。10．a(chǎn)、b兩個燒杯中均盛有100mL等濃度的稀H2SO4，將足量的兩份鋅粉分別加入兩個燒杯中，同時向a中加入少量CuSO4溶液，下列產(chǎn)生氫氣的體積(V)與時間(t)的關(guān)系正確的是()答案B解析H2SO4的物質(zhì)的量相等、Zn粉過量，H2的量由H2SO4的物質(zhì)的量決定。a中部分Zn與CuSO4發(fā)生反應(yīng)置換出Cu并形成“Zn|H2SO4|Cu”原電池，反應(yīng)速率加快，但產(chǎn)生H2的體積相等。11．(2019·寧夏長慶高級中學(xué)高二上期末)如圖所示裝置，電流表A發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時A極逐漸變粗、B極逐漸變細，C為電解質(zhì)溶液，則A、B、C應(yīng)是下列各組中的()A．A是Zn，B是Cu，C為稀硫酸B．A是Cu，B是Zn，C為稀硫酸C．A是Fe，B是Ag，C為AgNO3溶液D．A是Ag，B是Fe，C為AgNO3溶液答案D解析根據(jù)題意可知，在該原電池中，A極逐漸變粗，B極逐漸變細，所以B作負極，A作正極，B的活潑性大于A的活潑性，所以排除A、C選項；A極逐漸變粗，說明有金屬析出，B選項中正極H＋放電析出氫氣，D選項中正極析出金屬Ag，D項正確。12.某化學(xué)興趣小組利用反應(yīng)Zn＋2FeCl3ZnCl2＋2FeCl2，設(shè)計了如圖所示的原電池裝置，下列說法正確的是()A．Zn為負極，發(fā)生還原反應(yīng)B．b電極反應(yīng)式為2Fe3＋＋2e－2Fe2＋C．電子流動方向是a電極→FeCl3溶液→b電極D．電池的正極材料可以選用石墨、鉑電極，也可以用銅答案D解析根據(jù)Cl－的移動方向可知，b電極為負極，a電極為正極，根據(jù)電池反應(yīng)式可知，Zn發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即b電極反應(yīng)式為Zn－2e－Zn2＋，A、B項錯誤；電子流動方向是b電極→導(dǎo)線→a電極，C錯誤；正極材料的活潑性應(yīng)比負極材料弱，D正確。13．(2019·泉州高二質(zhì)檢)為了避免鋅片與Cu2＋直接接觸發(fā)生反應(yīng)而影響原電池的放電效率，有人設(shè)計了如圖裝置，按要求回答下列問題：(1)此裝置工作時，可以觀察到的現(xiàn)象是____________________________________________，電池總反應(yīng)式為______________________________________________。(2)以上電池中，鋅和鋅鹽溶液組成________，銅和銅鹽溶液組成________，中間通過鹽橋連接起來。(3)電池工作時，硫酸鋅溶液中SOeq\o\al(2－,4)向____________移動，硫酸銅溶液中SOeq\o\al(2－,4)向____________移動。(4)此鹽橋內(nèi)為飽和KCl溶液，鹽橋是通過________的定向移動來導(dǎo)電的。在工作時，K＋移向________。答案(1)鋅片逐漸溶解，銅片上有紅色物質(zhì)析出，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)Zn＋Cu2＋Zn2＋＋Cu(2)鋅半電池銅半電池(3)鋅電極(或負極)鹽橋(4)離子正極區(qū)(或CuSO4溶液)解析(1)該裝置為鋅銅原電池，總反應(yīng)式為Zn＋Cu2＋Cu＋Zn2＋，電池工作時，觀察到①鋅片不斷溶解，②銅片上有紅色物質(zhì)析出，③電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(2)Zn與ZnSO4溶液組成鋅半電池，Cu與CuSO4溶液組成銅半電池。(3)電池工作時，ZnSO4溶液中SOeq\o\al(2－,4)向負極或鋅電極移動，CuSO4溶液中SOeq\o\al(2－,4)向鹽橋移動。(4)鹽橋中，K＋向正極區(qū)或CuSO4溶液移動，Cl－向負極區(qū)或ZnSO4溶液移動，這樣依靠離子的定向移動形成閉合回路而導(dǎo)電。14．能源是現(xiàn)代社會發(fā)展的三大支柱之一，化學(xué)在提高能源的利用率和開發(fā)新能源中起到了重要的作用。電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛的二次能源。(1)下列裝置中能夠?qū)崿F(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是______(填字母)。(2)寫出該裝置正極的電極反應(yīng)式：__________________________________________。(3)該裝置中溶液里的陰離子移向______________(填電極的化學(xué)式)極。(4)若裝置中轉(zhuǎn)移了0.2mol電子，則理論上溶液增加的質(zhì)量是________。答案(1)C(2)2H＋＋2e－H2↑(3)Zn(4)6.3g兩電極間構(gòu)成閉合回路，④能自發(fā)地進行氧化還原反應(yīng)，C裝置符合構(gòu)成原電池的條件，故C正確。(2)C裝置中Ag作正極，正極上氫離子得電子生成氫氣，其電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－H2↑。Zn2＋＋H2↑，則理論上溶液質(zhì)量增重0.1×65g－0.1×2g＝6.3g。15．某探究活動