Question

Ⅰ、（1）pC類似pH，是指極稀溶液中溶質(zhì)物質(zhì)的量濃度的常用對數(shù)負值．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，沉定完全）．
Ⅱ、某化學活動小組利用如下甲裝置對原電池進行研究，請回答下列問題：（其中鹽橋為含有飽和KCl溶液的瓊脂）

（2）在甲圖裝置中，當電流計中指針發(fā)生偏轉時，鹽橋中的K⁺離子移向

B

燒杯（填“A”或“B”），裝置中電子的移動路徑和方向為_

由Zn電極沿導線流向Cu電極

該小組同學提出設想：如果將實驗中的鹽橋換為導線（銅制），電流表是否也發(fā)生偏轉呢？帶著疑問，該小組利用圖乙裝置進行了實驗，發(fā)現(xiàn)電流計指針同樣發(fā)生偏轉．回答下列問題：
（3）對于實驗中產(chǎn)生電流的原因，起初認為該裝置仍然為原電池，但老師提醒注意使用的是銅導線，經(jīng)深入探討后認為燒杯A實際為原電池，對此問題上，該小組成員發(fā)生了很大分歧：
①一部分同學認為是由于ZnSO₄溶液水解顯酸性，此時原電池實際是由Zn、Cu做電極，H₂SO₄溶液作為電解質(zhì)溶液而構成的原電池．如果這個觀點正確，寫出燒杯B中銅片上發(fā)生反應的電極反應式為_

Cu²⁺+2e^-=Cu

．
②另一部分同學認為是溶液酸性較弱，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．如果這個觀點正確，那么原電池的電極反應式為：正極：

O₂+2H₂O+4e-=4OH^-

．
（4）若第（3）問中觀點②正確，則可以利用此原理設計電池為在偏遠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，請寫出該電池工作時總反應的化學方程式

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，沉定完全來計算CO₃^2-濃度；
（2）原電池放電時，鹽橋中陽離子向正極區(qū)域移動，陰離子向負極區(qū)域移動；原電池中，電子從負極沿導線流向正極；
（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)溶液形成原電池時根據(jù)鋁作負極，發(fā)生氧化反應生成Al（OH）₃回答．

解答：解：（1）因M₂CO₃?2M⁺+CO₃^2-，則Ksp=c²（M⁺）?c（CO₃^2-），當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，當電流計指針發(fā)生偏轉時，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，電子由負極經(jīng)外電路流向正極，電解質(zhì)溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，
故答案為：B；由負極（Zn）沿導線移向正極（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，氧氣在正極上得電子而被還原，電極反應為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為負極，氧化反應，電極反應為Al-3e^-+3OH^-=Al（OH）₃，正極反應為 O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，該電池工作時總反應的化學方程式為4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃，
故答案為：4Al+3O₂+6H₂O=4Al（OH）₃．

點評：本題考查原電池和電解池的工作原理，題目難度不大，注意把握基礎知識的積累，掌握電極反應式的書寫．