Question

鐵及鐵的化合物應用廣泛，如FeCl₃可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等．

（1）寫出FeCl₃溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式：

 

（2）若將（1）中的反應設計成原電池，請在方框內畫出原電池的裝置圖（圖1），標出正、負極及材料、電解質溶液并寫出電極反應式．正極反應

 

；負極反應

 

．
（3）氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發電裝置．圖2為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質穩定．請回答下列問題：
①負極反應式為

 

，正極反應式為

 

，溶液PH

 

（填“增大”、“不變”或“減小”）
②該電池工作時，H₂和O₂連續由外部供給，電池可連續不斷提供電能．因此，大量安全儲氫是關鍵技術之一．金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：
Ⅰ.2Li+H₂

△   .

2LiH
Ⅱ．LiH+H₂O═LiOH+H₂↑
反應Ⅰ中的還原劑是

 

，7g Li可吸收標況下H₂

 

L，此時轉移電子

 

mol．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,氧化還原反應

專題：氧化還原反應專題,電化學專題

分析：（1）氯化鐵具有氧化性，能和Cu發生氧化會反應生成氯化亞鐵和氯化銅；
（2）該反應中，銅發生氧化反應作負極、不如銅活潑的金屬或導電的非金屬作負極，氯化鐵溶液作電解質溶液；
（3）①堿性溶液中負極反應為2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，正極反應為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，電池總反應都為2H₂+O₂=2H₂O；
②氧化還原反應中，還原劑被氧化，所含元素化合價升高，結合反應的化學方程式計算．

解答： 解：（1）Fe³⁺有強氧化性，能把金屬銅氧化成銅離子，自身被還原成 Fe²⁺，反應方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）設計成原電池時，負極上發生氧化反應，正極上發生還原反應，該電池反應中三價鐵離子得電子發生還原反應，所以正極上的電極反應式為Fe³⁺+e^-=Fe²⁺（或2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺），銅失電子發生氧化反應，所以負極上的電極反應式為Cu=2Cu²⁺+2e^-（或Cu-2e^-=Cu²⁺）；
電池反應中發生氧化反應的金屬作負極，所以銅作負極，不如負極活潑的金屬或導電的非金屬作正極，可選石墨作正極，發生還原反應的電解質溶液作原電池的電解質溶液，所以該原電池圖為，
故答案為：；2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；Cu-2e^-=Cu²⁺；
（3）①堿性溶液中負極反應為2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，正極反應為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，電池總反應都為2H₂+O₂=2H₂O，溶液體積增大，OH^-濃度減小，則pH減小，
故答案為：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；減�。�
②反應Ⅰ中Li元素化合價升高，被氧化，Li為還原劑，n（Li）=

7g

7g/mol

=1mol，由方程式可知7g Li可吸收標況下H₂0.5mol，標準狀況下的體積為11.2L，轉移電子1mol，
故答案為：Li；11.2；1．

點評：本題考查了原電池原理，為高頻考點，涉及電極反應式的書寫、原電池的設計以及計算等問題，根據得失電子確定正負極，再結合正負極上發生的反應來分析解答，注意相關基礎知識的積累，難度不大．