Question

（1）鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如FeCl₃可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等．寫出FeCl₃溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式

 

；
若將（1）中的反應(yīng)設(shè)計成原電池，請?jiān)谌鐖D方框內(nèi)畫出原電池的裝置圖，標(biāo)出正、負(fù)極．
（2）鉛蓄電池是常見的化學(xué)電源之一，其充電、放電的總反應(yīng)是：
2PbSO₄+2H₂O

充電

放電

 Pb+PbO₂+2H₂SO₄
電池放電時，正極的電極反應(yīng)式是

 

；放電過程中硫酸濃度由5mol/L下降到4mol/L，電解液體積為2L（反應(yīng)過程溶液體積變化忽略不計），求放電過程中外電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

 

mol．
（3）有人設(shè)計將兩根Pt絲作電極插入KOH溶液中，然后向兩極上分別通入甲烷和氧氣而構(gòu)成燃料電池．則此燃料電池工作時，其電極反應(yīng)式為：
負(fù)極：

 

正極：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）銅具有還原性，能還原鐵離子生成亞鐵離子，自身被氧化生成銅離子，離子方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，根據(jù)元素化合價變化知，Cu失電子作負(fù)極、不如銅活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，氯化鐵溶液作電解質(zhì)溶液；
（2）放電時，二氧化鉛作正極，正極上二氧化鉛得電子發(fā)生還原反應(yīng)；根據(jù)方程式中硫酸和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量；
（3）甲烷燃料堿性電池中，負(fù)極上甲烷失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水和碳酸根離子，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子．

解答： 解：（1）銅具有還原性，能還原鐵離子生成亞鐵離子，自身被氧化生成銅離子，根據(jù)元素化合價變化知，Cu失電子作負(fù)極、不如銅活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，氯化鐵溶液作電解質(zhì)溶液，其裝置圖為，故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；；
（2）放電時，二氧化鉛作正極，正極上二氧化鉛得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為PbO₂+SO₄^2-+2e^-+4H⁺═PbSO₄+2H₂O；根據(jù)方程式知，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=

(5-4)mol/L×2L

2

×2=2mol，
故答案為：PbO₂+SO₄^2-+2e^-+4H⁺═PbSO₄+2H₂O；2；
（3）甲烷燃料堿性電池中，負(fù)極上甲烷失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水和碳酸根離子，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，所以負(fù)極反應(yīng)為：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O，正極反應(yīng)為：2O₂+4H₂O+8e^-═8OH^-，故答案為：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O；2O₂+4H₂O+8e^-═8OH^-．

點(diǎn)評：本題考查了原電池原理，根據(jù)正負(fù)極上得失電子書寫電極反應(yīng)式，會根據(jù)元素化合價變化設(shè)計原電池，書寫電極反應(yīng)式要結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性，為學(xué)習(xí)難點(diǎn)．