Question

【題目】原電池的發明是化學對人類的一項重大貢獻。

I：如圖所示，燒杯中都盛有稀硫酸。

(1)中反應的離子方程式為______________，

(2)中的電極反應：Fe：______________、Sn：______________Sn極附近溶液的pH______________（填增大、減小或不變），

(3)中被腐蝕的金屬是______________、比較(1)、(2)、(3)中純鐵被腐蝕的速率由快到慢的順序是______________

II：依據氧化還原反應：Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋ 設計的原電池如圖所示。

(1)電極 X 的材料是_____；電解質溶液 Y 是_____。

(2)Ag 電極上發生的反應為：_________。

(3)針對上述原電池裝置，下列說法中不正確的是_____。（雙選）

A．原電池工作時的總反應：Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋

B．原電池工作時，X 電極流出電子，發生氧化反應

C．原電池工作時，銀電極上發生氧化反應

D．原電池工作時，陰離子向 Ag 極移動

Answer 1

【答案】Fe+2H+=Fe2++H2↑ Fe-2e-===Fe2+ 2H++2e-===H2↑ 增大 Zn(鋅) (2)>(1)>(3) Cu FeCl3 或Fe2(SO4)3 Fe3++e-===Fe2+ CD

【解析】

Ⅰ.裝置(1)發生金屬Fe與稀硫酸的置換反應，裝置(2)、(3)均為原電池，(2)中Fe為原電池的負極，Sn為原電池的正極，(3)中Zn為原電池的負極，Fe為原電池的正極，形成原電池可加快化學反應速率，據此分析解答問題；

Ⅱ.由反應Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+可知，Cu失去電子發生氧化反應，Fe3+得到電子發生還原反應，原電池中負極失去電子發生氧化反應，正極得到電子發生還原反應，因此，據此反應設計原電池時，可用Fe3+的鹽溶液作電解質，Cu作負極材料，電解反應式為：Cu-2e-===Cu2+，不活潑電極Ag作正極材料，電極上Fe3+得到電子發生還原反應生成Fe2+，電極反應式為Fe3+ +e-= Fe2+，據此分析解答問題。

Ⅰ(1)鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，則(1)中反應的離子方程式為Fe+2H+===Fe2++H2↑，故答案為：Fe+2H+===Fe2+ + H2↑；

(2)原電池中較活潑的金屬是負極，失去電子，發生氧化反應。電子經導線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發生還原反應。鐵的金屬性強于錫，則(2)中鐵是負極，電極反應為Fe-2e- ===Fe2+ ；Sn是正極，溶液中的氫離子放電，則電極反應式為2H+ + 2e-=== H2↑，所以Sn極附近溶液的pH增大，故答案為：Fe- 2e- ===Fe2+；2H+ + 2e- === H2↑；增大；

(3)鋅的金屬性強于鐵，鋅是負極，失去電子，則(3)中被腐蝕的金屬是Zn，其電極反應式為Zn-2e-===Zn2+。根據以上分析可知(1)、(2)、(3)中純鐵被腐蝕的速率由快到慢的順序是(2)＞(1)＞(3)，故答案為：(2)＞(1)＞(3)；

Ⅱ(1)根據上述分析可知，X為負極，電極材料為Cu，電解質溶液為Fe3+的鹽溶液，可以是FeCl3或Fe2(SO4)3溶液，故答案為：Cu；FeCl3或Fe2(SO4)3；

(2)Ag為原電池的正極，電極上Fe3+得到電子發生還原反應生成Fe2+，電極反應式為Fe3+ +e-= Fe2+，故答案為：Fe3+ +e-= Fe2+；

(3)A．由上述分析可知，原電池的總反應為Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+，A選項正確；

B．原電池工作時，X極為原電池的負極，失去電子，發生氧化反應，B選項正確；

C．原電池工作時，Ag為原電池的正極，電極上Fe3+得到電子發生發生還原反應，C選項錯誤；

D．原電池中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，該裝置X(Cu)極為負極，故陰離子向X(Cu)極移動，D選項錯誤；

故答案為：CD。