当电解质中某离子的浓度越大时,其氧化性或还原性越强。利用这一性质,有人设计出如图所示“浓差电池”(其电动势取决于物质的浓度差,是由一种物质从高浓度向低浓度转移而产生的)。实验开始先断开K1,闭合K2,发现电流计指针发生偏转。下列说法错误的是
A.断开K1、闭合K2,一段时间后电流计指针归零,此时两池Ag+浓度相等
B.断开K1、闭合K2,当转移0.1mol e-时,乙池溶液质量增加17.0 g
C.当电流计指针归零后,断开K2、闭合K1,一段时间后B电极的质量增加
D.当电流计指针归零后,断开K2、闭合K1,乙池溶液浓度增大
C
【分析】
断开K1,闭合K2后,形成浓差电池,甲池为3 mol/L的AgNO3溶液,乙池为1 mol/L的AgNO3溶液,Ag+浓度越大离子的氧化性越强,可知A为正极,发生还原反应,B为负极,发生氧化反应,向负极移动;闭合K1,断开K2,为电解装置,与电源正极相连的B极为阳极,阳极金属银被氧化,阴极A析出银,
向阳极移动,乙池浓度增大,甲池浓度减小,据此解答。
【详解】
A.断开K1,闭合K2后,形成浓差电池,当两池银离子浓度相等时,反应停止,电流计指针将归零,A选项正确;
B.断开K1,闭合K2后,形成浓差电池,A为正极,发生反应:Ag++e-=Ag,B为负极,发生反应为:Ag-e-=Ag+,当转移0.1 mol电子,有0.1 mol由甲池通过离子交换膜进入乙池,所以乙池增加的质量是10.8g+6.2g=17.0g,B选项正确;
C.闭合K1,断开K2后,乙池中的B极为电解池的阳极,银失电子发生氧化反应,质量减小,C选项错误;
D.闭合K1,断开K2后,装置为电解池,与电源正极相连的B是阳极,阳极金属银被氧化产生银离子,NO3-向阳极移动,则乙池硝酸银溶液的浓度增大,D选项正确;
答案选C。
【点睛】
本题综合考查电解池和原电池的工作原理,原电池的负极和电解池的阳极失去电子发生氧化反应;原电池的正极和电解池的阴极得到电子发生还原反应,对于电解池,若阳极为活性电极,则电极失去电子;若为惰性电极,则是溶液中的阴离子失去电子,发生氧化反应。
原电池中的电荷流动:
在外电路(电解质溶液以外),电子(负电荷)由负极经导线(包括电流表和其他用电器)流向正极,使负极呈正电性趋势、正极呈负电性趋势。在内电路(电解质溶液中),阳离子(带正电荷)向正极移动,阴离子 (带负电荷)向负极移动。这样形成了电荷持续定向流动,电性趋向平衡的闭合电路。
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