Question

19．（1）FeCl₃溶液常用于腐蝕印刷電路銅板，發生2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂，若將此反應設計成原電池，則負極所用電極材料為Cu，當線路中轉移0.1mol電子時，則被腐蝕銅的質量為3.2g，正極的電極方程式為2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺．
（2）已知甲醇燃料電池的工作原理如圖所示．
該電池工作時，b口通入的物質為CH₃OH，該電池正極的電極反應式為：3O₂+12e^-+12H⁺=6H₂O，工作一段時間后，當6.4g甲醇（CH₃OH）完全反應生成CO₂時，有1.2mol電子發生轉移．
（3）若將（3）中電池的電解質溶液換為KOH溶液，則負極的電極方程式為CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）該電池反應中，銅失電子發生氧化反應作負極，正極是三價鐵離子得電子發生還原反應，根據電極方程式計算；
（2）根據裝置氫離子向右移動，說明右邊的電極是正極，所以e口是通入的氧氣，故b口通入的是CH₃OH，總反應式為2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O，正極電極反應為：3O₂+12e^-+12H⁺=6H₂O，根據n=$\frac{m}{M}$計算甲醇的物質的量，根據反應2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g），當消耗甲醇2mol時，轉移電子為12mol，據此計算；
（3）若將電池的電解質溶液換為KOH溶液，二氧化碳會與氫氧化鉀反應生成碳酸鉀和水，據此寫出電極反應式．

解答 解：（1）該電池反應中，銅失電子發生氧化反應作負極，負極反應式為Cu-2e^-=Cu²⁺，正極是三價鐵離子得電子發生還原反應，電極反應為：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，當線路中轉移0.1mol電子時，反應的Cu為0.05mol，其質量為0.05mol×64g/mol=3.2g；
故答案為：Cu；3.2；2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；
（2）根據裝置氫離子向右移動，說明右邊的電極是正極，所以e口是通入的氧氣，故b口通入的是CH₃OH，總反應式為2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O，正極電極反應為：3O₂+12e^-+12H⁺=6H₂O；甲醇的物質的量為$\frac{6.4g}{32g/mol}$=0.2mol，根據反應2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g），當消耗甲醇2mol時，轉移電子為12mol，所以當0.2mol甲醇完全反應生成CO₂時，轉移電子是1.2mol，
故答案為：CH₃OH；3O₂+12e^-+12H⁺=6H₂O；1.2；
（3）若將電池的電解質溶液換為KOH溶液，二氧化碳會與氫氧化鉀反應生成碳酸鉀和水，電極反應為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O．

點評 本題考查了原電池原理的應用，涉及電極判斷與電極反應式書寫等問題，做題時注意從氧化還原的角度判斷原電池的正負極以及電極方程式的書寫，本題中難點和易錯點為電極方程式的書寫．