Question

Ⅰ、（1）pC類(lèi)似pH，是指極稀溶液中溶質(zhì)物質(zhì)的量濃度的常用對(duì)數(shù)負(fù)值．如某溶液溶質(zhì)的濃度為1×10^-3mol/L，則溶液中該溶質(zhì)的pC=-lg10^-3=3．已知M₂CO₃為難溶物，則其K_SP的表達(dá)式為

Ksp=c²（M⁺）?c（CO₃^2-）

_；現(xiàn)欲將某溶液中的M⁺以碳酸鹽（K_SP=1×10^-12）的形式沉淀完全，則最后溶液中的CO₃^2-的pC最大值為

2

（溶液中的離子濃度小于1×10^-5mol/L時(shí)，沉定完全）．
Ⅱ、某化學(xué)活動(dòng)小組利用如下甲裝置對(duì)原電池進(jìn)行研究，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（其中鹽橋?yàn)楹�有飽和KCl溶液的瓊脂）

（2）在甲圖裝置中，當(dāng)電流計(jì)中指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，鹽橋中的K⁺離子移向

B

燒杯（填“A”或“B”），裝置中電子的移動(dòng)路徑和方向?yàn)開(kāi)

由Zn電極沿導(dǎo)線(xiàn)流向Cu電極

該小組同學(xué)提出設(shè)想：如果將實(shí)驗(yàn)中的鹽橋換為導(dǎo)線(xiàn)（銅制），電流表是否也發(fā)生偏轉(zhuǎn)呢？帶著疑問(wèn)，該小組利用圖乙裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針同樣發(fā)生偏轉(zhuǎn)．回答下列問(wèn)題：
（3）對(duì)于實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生電流的原因，起初認(rèn)為該裝置仍然為原電池，但老師提醒注意使用的是銅導(dǎo)線(xiàn)，經(jīng)深入探討后認(rèn)為燒杯A實(shí)際為原電池，對(duì)此問(wèn)題上，該小組成員發(fā)生了很大分歧：
①一部分同學(xué)認(rèn)為是由于ZnSO₄溶液水解顯酸性，此時(shí)原電池實(shí)際是由Zn、Cu做電極，H₂SO₄溶液作為電解質(zhì)溶液而構(gòu)成的原電池．如果這個(gè)觀(guān)點(diǎn)正確，寫(xiě)出燒杯B中銅片上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_(kāi)

Cu²⁺+2e^-=Cu

．
②另一部分同學(xué)認(rèn)為是溶液酸性較弱，由于溶解在溶液中的氧氣的作用，使得Zn、Cu之間形成原電池．如果這個(gè)觀(guān)點(diǎn)正確，那么原電池的電極反應(yīng)式為：正極：

O₂+2H₂O+4e-=4OH^-

．
（4）若第（3）問(wèn)中觀(guān)點(diǎn)②正確，則可以利用此原理設(shè)計(jì)電池為在偏遠(yuǎn)海島工作的燈塔供電．其具體裝置為以金屬鋁和石墨為電極，以海水為電解質(zhì)溶液，請(qǐng)寫(xiě)出該電池工作時(shí)總反應(yīng)的化學(xué)方程式

4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃

．

Answer 1

分析：（1）M₂CO₃?2M⁺+CO₃^2-，Ksp為離子濃度冪之比，由溶液中的離子濃度小于1×10^-5mol/L時(shí)，沉定完全來(lái)計(jì)算CO₃^2-濃度；
（2）原電池放電時(shí)，鹽橋中陽(yáng)離子向正極區(qū)域移動(dòng)，陰離子向負(fù)極區(qū)域移動(dòng)；原電池中，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線(xiàn)流向正極；
（3）從金屬發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐蝕的角度分析；
（4）以金屬鋁和石墨為電極，以海水為電解質(zhì)溶液形成原電池時(shí)根據(jù)鋁作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成Al（OH）₃回答．

解答：解：（1）因M₂CO₃?2M⁺+CO₃^2-，則Ksp=c²（M⁺）?c（CO₃^2-），當(dāng)M⁺以碳酸鹽的形式沉淀完全，
則c（CO₃^2-）=

10-12

(10-5)2

=10^-2，所以pC最大值為-lg10^-2=2，
故答案為：Ksp=c²（M⁺）?c（CO₃^2-）；2；
（2）在甲圖裝置中，當(dāng)電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，形成原電池，鋅為活潑金屬，被氧化而失去電子，銅為原電池正極，正極上得電子而被還原，原電池中，電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，電解質(zhì)溶液中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，
故答案為：B；由負(fù)極（Zn）沿導(dǎo)線(xiàn)移向正極（Cu）；
（3）A為原電池，則B為電解池，B裝置中，銅片作陰極，銅棒為陽(yáng)極，
①ZnSO₄溶液水解顯酸性，燒杯B中銅片是陰極，銅片上銅離子得電子生成銅單質(zhì)，電極反應(yīng)式為：Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
②ZnSO₄溶液酸性很弱，由于溶解了空氣中的氧氣而產(chǎn)生電流，則正極發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣在正極上得電子而被還原，電極反應(yīng)為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（4）以金屬鋁和石墨為電極，以海水為電解質(zhì)溶液，Al為負(fù)極，氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Al-3e^-+3OH^-=Al（OH）₃，正極反應(yīng)為 O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，該電池工作時(shí)總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃，
故答案為：4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池和電解池的工作原理，題目難度不大，注意把握基礎(chǔ)知識(shí)的積累，掌握電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)．