Question

7．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•HO═Al（OH）₃↓+3NH₄ Cl
③NaOH+HC1═NaC1+H₂O
（2）根據（1）所選的反應設計成原電池如右圖1，請在圖中完成并作相應標注．
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）用FeCl₃溶液腐蝕印刷電路銅板的化學方程式為：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂；
若將該反應設計成如圖2的原電池，請在圖中完成電極材料及電解質
溶液的標注．

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）Fe³⁺有強氧化性，能把金屬銅氧化成銅離子；則Cu為負極，正極可為碳棒等，電解質溶液為FeCl₃．

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）Fe³⁺有強氧化性，能把金屬銅氧化成銅離子，自身被還原成 Fe²⁺，反應方程式為2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂，設計成原電池時，負極上發生氧化反應，正極上發生還原反應，該電池反應中三價鐵離子得電子發生還原反應，所以正極上的電極反應式為Fe³⁺+e^-=Fe²⁺（或2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺），銅失電子發生氧化反應，所以負極上的電極反應式為Cu=2Cu²⁺+2e^-（或Cu-2e^-=Cu²⁺）；
電池反應中發生氧化反應的金屬作負極，所以銅作負極，不如負極活潑的金屬或導電的非金屬作正極，可選石墨作正極，發生還原反應的電解質溶液作原電池的電解質溶液，所以該原電池圖為，
故答案為：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂；．

點評 本題考查原電池的設計，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．