Question

18．（1）工業(yè)上用FeCl₃溶液刻蝕銅的線路板，
反應(yīng)為Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂依據(jù)此氧化還原反應(yīng)，設(shè)計(jì)成原電池．現(xiàn)給出鐵棒、銅棒、石墨電極，原電池的負(fù)極為Cu，正極電極反應(yīng)方程式Fe³⁺+e-=Fe²⁺，若負(fù)極減重6.4克，則電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2mol．
（2）在一密閉的2L的容器里裝有4mol SO₂和2mol O₂，在一定條件下開始反應(yīng)．2min末測得容器中共有5.6mol 氣體，試計(jì)算：
（1）2min末SO₃的濃度0.4mol/L．
（2）用SO₂表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率0.2mol/（L．min）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)“2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂”可知，反應(yīng)中銅失電子而被氧化，應(yīng)為原電池負(fù)極，正極應(yīng)為活潑性比銅弱的金屬或?qū)щ姷姆墙饘俨牧�，F(xiàn)e³⁺在正極得到電子而被還原，電解質(zhì)溶液為FeCl₃，外電路中電子從負(fù)極向正極移動，根據(jù)反應(yīng)的銅的質(zhì)量求算電子轉(zhuǎn)移的量．
（2）根據(jù)c=$\frac{n}{V}$、v=$\frac{△c}{t}$進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）由反應(yīng)“2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂”可知，反應(yīng)中銅失電子而被氧化，應(yīng)為原電池負(fù)極，正極應(yīng)為活潑性比銅弱的金屬或?qū)щ姷姆墙饘俨牧�，則石墨電極為正極，F(xiàn)e³⁺在正極得到電子而被還原，其電極反應(yīng)為：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，電解質(zhì)溶液為FeCl₃，外電路中電子從負(fù)極向正極移動；若負(fù)極減重6.4克，則溶解的Cu的物質(zhì)的量為$\frac{6.4g}{64g/mol}$=0.1mol，則轉(zhuǎn)移的電子為0.2mol
故答案為：Cu；2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；0.2mol；
（2）根據(jù)三步法：
2SO₂+O₂=2SO₃
4mol  2   0
2x    x   2x
4-2x   2-x  2x
4-2x+2-x+2x=5.6，x=0.4mol；
2min末：n（SO₃）=0.8mol，c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.8}{2}$=0.4mol/L，
v=$\frac{△c}{t}$=$\frac{\frac{2-x}{2}}{2}$=$\frac{\frac{2-0.4}{2}}{2}$=0.2mol•L^-1•min¹，
故答案為：0.4mol/L；0.2mol•L^-1•min¹．

點(diǎn)評 本題考查原電池的設(shè)計(jì)及原電池的工作原理，物質(zhì)的量濃度和化學(xué)反應(yīng)速率的相關(guān)計(jì)算，題目難度不大，注意從氧化還原反應(yīng)的角度由電池反應(yīng)判斷電極反應(yīng)．