Question

13．能量之間可以相互轉化：原電池可將化學能轉化為電能．
（1）下列反應能設計成原電池的是①．
①2FeCl₃+Fe═3FeCl₂
②AlCl₃+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄Cl
③NaOH+HCl═NaCl+H₂O
（2）根據（1）中所選的反應設計成原電池如圖1，請在圖中完成電極材料及電解質溶液的標注．

寫出該電池的正極反應式：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，電池工作的時候，鹽橋中的陰離子移向負極（填“負極”，“正極”或“不移動”）．
（3）①欲完成2HCl+2Ag=2AgCl↓+H₂↑，設計了圖2四個實驗，你認為可行的實驗是A．
②根據所選的裝置，寫出陽極（或負極）的電極反應式：Cl^-+Ag-e^-=AgCl↓，反應一段時間后，溶液的pH變化是A（填序號）．
A．變大B．變小C．不變
③若有1.08g Ag被消耗，該原電池轉移的電子數目是0.01mol．

Answer 1

分析 （1）能設計成原電池的反應必須是自發進行的放熱的氧化還原反應；
（2）將2FeCl₃+Fe═3FeCl₂設計成原電池反應，則Fe為負極，正極可為碳棒等，負極電解質溶液為FeCl₂，正極電解質溶液為FeCl₃；
（3）鹽酸和銀不能自發的進行氧化還原反應，所以不能設計成原電池，只能設計成電解池，失電子的物質作電解池陽極，金屬或導電的非金屬作電解池陰極，失電子的物質作電解質溶液，據此分析解答．

解答 解：（1）能設計成原電池的反應應是能自發進行的氧化還原反應，①為氧化還原反應，且反應放熱，可設計成原電池，②為吸熱反應，③為中和反應，沒有電子的轉移，不能設計成原電池，故答案為：①；
（2）由方程式Fe+2FeCl₃=3FeCl₂可知，Fe被氧化，為原電池的負極，負極反應為Fe-2e^-=Fe²⁺，正極Fe³⁺被還原，電極方程式為2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，負極電解質溶液為FeCl₂，正極電解質溶液為FeCl₃，原電池工作時，陰離子向負極移動，裝置圖為，
故答案為：；2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；負極；
（3）①2HCl+2Ag=2AgCl↓+H₂↑不能自發進行，所以必須設計成電解池，該反應中銀失電子，所以銀作電解池陽極，金屬或導電的非金屬作電解池陰極，該反應中氯化氫得電子生成氫氣，則選取鹽酸作電解質溶液，所以A選項符合條件，
故選A；
②根據所選的裝置，銀作電解池陽極，電極反應式：Cl^-+Ag-e^-=AgCl↓，由總反應2HCl+2Ag=2AgCl↓+H₂↑，則反應一段時間后，消耗HCl，則溶液的pH變化是變大，故答案為：Cl^-+Ag-e^-=AgCl↓；A；
③由Cl^-+Ag-e^-=AgCl↓，若有1.08g Ag被消耗，該原電池轉移的電子數目是$\frac{1.08g}{108g/mol}$×1=0.01mol，
故答案為：0.01mol．

點評 本題考查原電池、電解池的設計，側重于學生的分析能力和電化學知識的綜合考查，為高考常見題型和高頻考點，難度不大，明確原電池的構成條件及反應必須是放熱反應是解本題的關鍵．