Question

依據氧化還原反應：Cu²⁺（aq）+Fe（s）=Fe²⁺（aq）+Cu（s）設計的原電池如圖所示．
請回答下列問題：
（1）電極X的材料是

Fe

；電解質溶液Y是

CuSO₄

；
（2）X電極上發生的電極反應式為

Fe=Fe²⁺+2e^-

．
（3）針對上述原電池裝置，下列說法中，不正確的是

CD

．
A．原電池工作時的總反應Cu²⁺（aq）+Fe（s）=Fe²⁺（aq）+Cu（s），一定為放熱反應
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，鹽橋中的陽離子不斷移向左池的氯化鈉溶液中
（4）若Y為氯化鈉溶液，則經過一段時間，發現X極上出現銹斑，則此過程中正極的電極反應式為

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．

Answer 1

分析：（1）在原電池中，活潑失電子的金屬為負極，得電子的陽離子是電解質中的陽離子；
（2）在原電池中，活潑失電子的金屬為負極，發生失電子的氧化反應；
（3）A、原電池中所發生的反應是自發的、放熱的氧化還原反應；
B、原電池工作時負極流出電子，發生氧化反應；
C、原電池工作時，正電極上發生還原反應；
D、原電池工作時，鹽橋中的陽離子、電解質中的陽離子均要移向正極；
（4）金屬腐蝕中常見的電化學腐蝕是吸氧腐蝕，根據吸氧腐蝕的原理來書寫電極反應．

解答：解：（1）氧化還原反應：Cu²⁺（aq）+Fe（s）=Fe²⁺（aq）+Cu（s）中，活潑的失電子的金屬Fe為負極，得電子的陽離子Cu²⁺是電解質中的陽離子，所以電解質可以選擇硫酸銅溶液，故答案為：Fe；CuSO₄；
（2）在原電池反應Cu²⁺（aq）+Fe（s）=Fe²⁺（aq）+Cu（s）中，失電子的金屬Fe為負極，發生失電子的氧化反應，即Fe=Fe²⁺+2e^-，故答案為：Fe=Fe²⁺+2e^-；
（3）A、只有自發的、放熱的氧化還原反應才能設計成原電池，所以原電池工作時的總反應Cu²⁺（aq）+Fe（s）=Fe²⁺（aq）+Cu（s），一定為放熱反應，故A正確；
B、原電池工作時，試點的金屬鐵為負極，流出電子，發生氧化反應，故B正確；
C、原電池工作時，銀電極是正極，該極上發生還原反應，故C錯誤；
D、原電池工作時，鹽橋中的陽離子、電解質中的陽離子均要移向正極，即移向銀電極，故D錯誤．
故選CD；
（4）若Y為氯化鈉溶液，則經過一段時間，發現Fe極上出現銹斑，則金屬鐵發生了電化學腐蝕中的吸氧腐蝕，正極上是陽極發生得電子的還原反應，即O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點評：本題考查學生原電池的設計、構成條件以及工作原理知識，注意平時只是的積累是解題關鍵，難度中等．