Question

18．根據組成原電池的條件，試以反應：Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，設計一個原電池，畫出示意圖并標出原電池的正、負極和電子流動方向，寫出電極反應式．供選用的電解質溶液有：稀硫酸、硫酸銅溶液、氯化銅溶液．供選用的電極材料有：鋅片、銅片、鐵片，石墨．

Answer 1

分析 該反應中Fe元素化合價由0價變為+2價、Cu元素化合價由+2價變為0價，所以Fe作負極、不如Fe活潑的金屬或導電的非金屬作正極，如銅片或石墨，硫酸銅為電解質；工作時，正極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu，負極反應式為Fe-2e^-=Fe²⁺，電子從負極沿導線流向正極．

解答 解：該反應中Fe元素化合價由0價變為+2價、Cu元素化合價由+2價變為0價，所以Fe作負極、不如Fe活潑的金屬或導電的非金屬作正極，如銅或石墨，硫酸銅為電解質；工作時，正極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu，負極反應式為Fe-2e^-=Fe²⁺；
Fe作負極、石墨作正極，硫酸銅為電解質，裝置圖為；
故答案為：負極：Fe；負極反應式：Fe-2e^-=Fe²⁺；正極：石墨；正極反應式：Cu²⁺+2e^-=Cu；電子從Fe沿導線流向石墨，．

點評 本題考查原電池設計，為高頻考點，側重考查原電池原理、正負極判斷、電子流向及電極反應式的書寫，難點是原電池正負極、電解質溶液判斷，電池反應式中失電子的金屬作負極、發生還原反應的電解質是原電池電解質．