Question

某校化学兴趣小组为了探究原电池工作原理，进行如下系列实验：结果：（1）实验一中铜片、锌片表面均有红

某校化学兴趣小组为了探究原电池工作原理，进行如下系列实验：结果：（1）实验一中铜片、锌片表面均有红色物质析出，电流计指针偏转，但较短时间内电流即明显减小．实验结束时测得锌片减少了3.94g，铜片增重了3.84g，则该原电池的工作效率是（指参加原电池反应的锌占反应总量的百分率）：______．（2）实验二中刚将铜、锌片插入溶液中时电流计指针有偏转，但立即就归零了．为什么锌的电子不能持续通过导线流向铜极给Cu2+？______．（3）实验三中盐桥中K+流向______溶液（填ZnSO4或CuSO4），如果Zn的消耗速率为1×10-3mol/s，则K+的迁移速率为______mol/s．（4）实验四中电流计指针有偏转，写出铜极的电极反应式：______．

Answer 1

（1）铜片、锌片表面均有红色物质铜析出，理解减小的质量为：3.94g-3.84g=0.1g，
根据反应关系式：Zn～Cu△m（减小）
               65  64   1
              6.5g     0.1g
参加反应的锌的质量为6.5g，
根据电子守恒，参加原电池反应的锌的物质的量为n（Zn）=n（Cu）=

3.84g

64g/mol

=0.06mol，该原电池的工作效率为：

0.06mol×65g/mol

6.5g

×100%=60%，
故答案为：60%；
（2）由于锌失电子则形成Zn²⁺进入溶液显正电性，Cu²⁺得电子则溶液显负电性，这两种因素均阻碍电子流向铜板，
故答案为：锌失电子则形成Zn²⁺进入溶液显正电性，Cu²⁺得电子则溶液显负电性，两种因素均阻碍电子流向铜板（或类似合理答案）
（3）实验三中，铜为正极，锌为负极，电流在外电路有铜流向锌，溶液中电流由锌流向铜，所以钾离子流向硫酸铜溶液，氯离子流向硫酸锌溶液；根据电荷守恒可知，如果Zn的消耗速率为1×10^-3mol/s，则钾离子则K⁺的迁移速率为2×10^-3，
故答案为：CuSO₄；2×10^-3；
（4）实验四中，锌为原电池的负极，失去电子生成锌离子；而铜为原电池的正极，在正极上氧气得到电子生成氢氧根离子，正极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．