Question

13．請根據反應 Fe+CuSO₄=Fe SO₄+Cu，設計原電池，完成以下問題．
負極：Fe，其電極反應式為：Fe-2e^-=Fe²⁺
正極：Cu，其電極反應式為：Cu²⁺+2e^-=Cu
電解質溶液：CuSO₄，電池的總離子反應式為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu．

Answer 1

分析 該原電池中，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、不如鐵活潑的金屬或導電的非金屬作正極，負極上Fe失電子生成亞鐵離子，正極上銅離子得電子發生還原反應生成Cu，發生氧化反應的電解質溶液為該原電池電解質溶液，據此分析解答．

解答 解：該原電池中，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、不如鐵活潑的金屬或導電的非金屬作正極，如Cu作正極，負極上Fe失電子生成亞鐵離子，電極反應式為Fe-2e^-=Fe²⁺；
正極上銅離子得電子發生還原反應生成Cu，電極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu；
發生氧化反應的電解質溶液為該原電池電解質溶液，硫酸銅發生氧化反應，所以電解質溶液為CuSO₄溶液，電池反應離子方程式為Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，
故答案為：Fe；Fe-2e^-=Fe²⁺；Cu；Cu²⁺+2e^-=Cu；CuSO₄；Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu．

點評 本題考查原電池設計，明確原電池原理是解本題關鍵，難點是判斷正負極及電解質溶液，一般來說，失電子的金屬作負極、發生氧化反應的電解質溶液為該原電池電解質溶液．