(2)2Al+8OH--6e-2AlO_2^"-" +4H2O;6H2O+6e-6OH-+3H2↑;2Al+2OH-+2H2O2AlO_2^"-" +3H2↑
(3)Mg;Al
(4)AD
(5)将两种金属电极连上电流表构成原电池,利用电流表检测电流的方向,从而判断电子的流动方向,再来确定原电池的正、负极
11.某校化学兴趣小组为了探究原电池的工作原理,进行了如下系列实验,请回答下列问题:
(1)实验一:盐桥中的K+流向 (填"ZnSO4"或"CuSO4")溶液,如果Zn的消耗速率为1×10-3 mol·s-1,为使电荷守恒,则K+的迁移速率为 mol·s-1。实验表明,若将装置中两个电极位置调换,则电路中没有电流通过,原因是 。
(2)实验二:将铜片和锌片插入溶液中,电流计指针有偏转,但立即就归零了,为什么锌失去的电子不能持续通过导线流向铜电极给Cu2+? 。
(3)实验三:铜片、锌片表面均有红色物质析出,电流计的指针偏转,但在较短时间内电流就明显减小。实验结束时测得锌片减少了3.94 g,铜片增加了3.84 g,则该原电池的工作效率(指参加原电池反应的锌占反应总量的百分率)是 。
(4)与实验三相比,实验一中原电池的工作效率较高,原因是 。
【解析】(1)实验一中右侧烧杯消耗Cu2+,为保持溶液的电中性,盐桥中的K+应流向CuSO4溶液且迁移速率应该是Zn消耗速率的2倍。当电极调换位置后,Zn直接与Cu2+发生反应,电子无法转移到另外一个电极上。(3)铜片增加的质量是铜片上析出的单质铜的质量,生成的单质铜的物质的量n(Cu)=0.06 mol,需要溶解的锌也是0.06 mol,质量为3.9 g,多减少了0.04 g,是因为在锌表面还直接发生了反应Zn+Cu2+Cu+Zn2+(由题目中锌片表面有红色物质析出可知),利用该离子方程式可求出参与该反应的锌的质量为2.6 g,故该原电池的工作效率为3.9 g÷(3.9 g+2.6 g)×100%=60%。
【答案】(1)CuSO4;2×10-3;Zn直接与Cu2+发生反应
(2)未形成闭合的回路
(3)60%
(4)Zn和Cu2+不直接接触发生反应,电子只能通过导线发生转移