Question

【題目】已知：電流效率＝電路中通過的電子數(shù)÷消耗負(fù)極材料失去電子總數(shù)。現(xiàn)有三個(gè)電池裝置如圖所示：

下列說法正確的是

A.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的電池反應(yīng)均為：Cu＋Fe3+=Cu2+＋Fe2+

B.Ⅲ中燒杯里的Cl－從右池經(jīng)過鹽橋移向左池

C.5min后，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ中都只含兩種溶質(zhì)

D.Ⅱ、Ⅲ的電流效率均高于Ⅰ的電流效率

Answer 1

【答案】D

【解析】

I、II和III的電池反應(yīng)均為2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，Cu電極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，為負(fù)極，石墨電極為正極，負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+，正極反應(yīng)式為2Fe3++2e-=2Fe2+，I電池為單液電池，金屬銅和鐵離子直接接觸，會(huì)發(fā)生自放電現(xiàn)象，能量損失較大；II電池為采用離子交換膜的雙液電池，使金屬銅和鐵離子之間不接觸，減少能量損失，II的電流效率高于I的電流效率；III電池為采用鹽橋的雙液電池，使金屬銅和鐵離子之間不接觸，減少能量損失，III的電流效率高于Ⅰ的電流效率，據(jù)此分析解答。

I、II和III的電池反應(yīng)均為2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，Cu電極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，為負(fù)極，石墨電極為正極，負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+，正極反應(yīng)式為2Fe3++2e-=2Fe2+，I電池為單液電池，金屬銅和鐵離子直接接觸，會(huì)發(fā)生自放電現(xiàn)象，能量損失較大；II電池為采用離子交換膜的雙液電池，使金屬銅和鐵離子之間不接觸，減少能量損失，II的電流效率高于I的電流效率；III電池為采用鹽橋的雙液電池，使金屬銅和鐵離子之間不接觸，減少能量損失，III的電流效率高于Ⅰ的電流效率，

A. Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ電池反應(yīng)相同，總反應(yīng)均為2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B. Ⅲ電池為采用鹽橋的雙液電池，電池工作時(shí)，鹽橋中的陰陽(yáng)離子分別發(fā)生定向移動(dòng)，陽(yáng)離子進(jìn)入左池，陰離子進(jìn)入右池，燒杯里的Cl不移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C. 根據(jù)電池總反應(yīng)：2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+可知，5min后Ⅰ、Ⅱ中都至少含氯化銅和氯化亞鐵2種溶質(zhì)，Ⅲ電池采用鹽橋，鹽橋中鹽的離子通過定向移動(dòng)進(jìn)入左右池，導(dǎo)致Ⅲ中含有兩種以上溶質(zhì)，如鹽橋中鹽為KCl時(shí)，5min后III中至少含氯化銅、氯化亞鐵、氯化鉀3種溶質(zhì)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；

D. 三種電池的工作原理相似，都是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，但II電池采用離子交換膜、Ⅲ電池采用鹽橋，使金屬銅和鐵離子之間不接觸，減少能量損失，所以Ⅰ的電流效率低于Ⅱ、III的電流效率，D項(xiàng)正確；

答案選D。