Question

【題目】按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(a、b電極均為Cu電極)，實(shí)驗(yàn)開始觀察到靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 下列有關(guān)說(shuō)法正確的是

A. b極電極反應(yīng)為Cu - 2e-=Cu2+B. 溶液中Cu2+穿過交換膜發(fā)生遷移

C. 電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)幅度將保持不變D. 外電路轉(zhuǎn)移的電子最多為0.02 mol

Answer 1

【答案】D

【解析】

靈敏電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明有電流產(chǎn)生，則裝置一定是原電池，負(fù)極電極反應(yīng)式是Cu－2e－=Cu2＋，正極反應(yīng)不可能發(fā)生2H＋＋2e－=H2↑，因此正極反應(yīng)必是Cu2＋＋2e－=Cu，溶液中離子從高濃度的右室經(jīng)過離子交換膜遷往低濃度的左室才是自發(fā)過程，如果溶液中遷移Cu2＋，由于負(fù)極與正極消耗或產(chǎn)生的Cu2＋相等，則左、右兩室溶液濃度不變，但負(fù)極Cu減少，正極Cu增加，需要消耗能量而不可能提供電能，所以溶液中遷移離子不可能是Cu2＋，就只能是SO42－，從右室向左室遷移，因此b為正極，a為負(fù)極；

A、該裝置濃度差電池，濃度增大，還原性或氧化性增強(qiáng)，右側(cè)CuSO4濃度大，氧化性增強(qiáng)，因此b電極為正極，a電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋，故A錯(cuò)誤；

B、溶液中離子從高濃度的右室經(jīng)過離子交換膜遷往低濃度的左室才是自發(fā)過程，如果溶液中遷移Cu2＋，由于負(fù)極與正極消耗或產(chǎn)生的Cu2＋相等，則左、右兩室溶液濃度不變，但負(fù)極Cu減少，正極Cu增加，需要消耗能量而不可能提供電能，所以溶液中遷移離子不可能是Cu2＋，就只能是SO42－，從右室向左室遷移，故B錯(cuò)誤；

C、隨著電流的產(chǎn)生，左、右兩室SO42－濃度的差值逐漸減小，SO42－從右室向左室遷移的速率逐漸減小，則外電路的電流強(qiáng)度將逐漸減小，靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的幅度也會(huì)逐漸減小，故C錯(cuò)誤；

D、當(dāng)左右兩室SO42－濃度相等，即均為(0.3mol·L－1＋0.1mol·L－1)/2時(shí)，電池將停止工作，不再有電流產(chǎn)生，溶液中遷移的n(SO42－)=0.1L×[0.3mol·L－1－(0.3mol·L－1＋0.1mol·L－1)/2]=0.01mol，因此外電路轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量最多為0.02mol，故D正確。