Question

【題目】Ⅰ.將反應2Fe3++Cu=2Cu2++2Fe2+設計成原電池，正極反應為 ，10min內該電池向外提供0.1mol電子，則正極材料與負極材料的質量差為 g，（假設剛開始時，兩電極的質量相等）。

Ⅱ.研究人員最近發現了一種水電池，能利用淡水與海水之間的含鹽量差別進行發電，在海水中電池總反應式為：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，該水電池的負極反應式 ，正極反應式 。

Answer 1

【答案】Ⅰ、 Fe3+ + e— ＝Fe2+；3.2 II、2Ag +2Cl——2e—＝2AgCl 5MnO2 + 2e—＝Mn5O102—

【解析】

試題分析：Ⅰ、根據方程式2Fe3++Cu=2Cu2++2Fe2+可知氧化劑是鐵離子，還原劑是銅，所以如果設計成原電池，負極應該是銅，正極是石墨或金屬性弱于銅的金屬鐵離子在正極放電，則正極反應為Fe3+ +e— ＝Fe2+；負極是銅失去電子，反應式為Cu－2e－＝Cu2＋，所以如果10min內該電池向外提供0.1mol電子，則負極消耗0.05mol銅，因此正極材料與負極材料的質量差為0.05mol×64g/mol＝3.2g；

II、根據電池總反應式5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl可知二氧化錳中的Mn元素得到電子，Ag失去電子，因此Ag是還原劑，作負極材料。二氧化錳是氧化劑，作正極材料，所以該水電池的負極反應式2Ag +2Cl——2e—＝2AgCl，正極的反應式為5MnO2 + 2e—＝Mn5O102—。