Question

18．（1）工業(yè)上用FeCl₃溶液刻蝕銅的線路板，
反應為Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂依據(jù)此氧化還原反應，設計成原電池．現(xiàn)給出鐵棒、銅棒、石墨電極，原電池的負極為Cu，正極電極反應方程式Fe³⁺+e-=Fe²⁺，若負極減重6.4克，則電路中轉移電子的物質的量為0.2mol．
（2）在一密閉的2L的容器里裝有4mol SO₂和2mol O₂，在一定條件下開始反應．2min末測得容器中共有5.6mol 氣體，試計算：
（1）2min末SO₃的濃度0.4mol/L．
（2）用SO₂表示該反應的平均反應速率0.2mol/（L．min）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應“2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂”可知，反應中銅失電子而被氧化，應為原電池負極，正極應為活潑性比銅弱的金屬或導電的非金屬材料，F(xiàn)e³⁺在正極得到電子而被還原，電解質溶液為FeCl₃，外電路中電子從負極向正極移動，根據(jù)反應的銅的質量求算電子轉移的量．
（2）根據(jù)c=$\frac{n}{V}$、v=$\frac{△c}{t}$進行計算．

解答 解：（1）由反應“2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂”可知，反應中銅失電子而被氧化，應為原電池負極，正極應為活潑性比銅弱的金屬或導電的非金屬材料，則石墨電極為正極，F(xiàn)e³⁺在正極得到電子而被還原，其電極反應為：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，電解質溶液為FeCl₃，外電路中電子從負極向正極移動；若負極減重6.4克，則溶解的Cu的物質的量為$\frac{6.4g}{64g/mol}$=0.1mol，則轉移的電子為0.2mol
故答案為：Cu；2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；0.2mol；
（2）根據(jù)三步法：
2SO₂+O₂=2SO₃
4mol  2   0
2x    x   2x
4-2x   2-x  2x
4-2x+2-x+2x=5.6，x=0.4mol；
2min末：n（SO₃）=0.8mol，c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.8}{2}$=0.4mol/L，
v=$\frac{△c}{t}$=$\frac{\frac{2-x}{2}}{2}$=$\frac{\frac{2-0.4}{2}}{2}$=0.2mol•L^-1•min¹，
故答案為：0.4mol/L；0.2mol•L^-1•min¹．

點評 本題考查原電池的設計及原電池的工作原理，物質的量濃度和化學反應速率的相關計算，題目難度不大，注意從氧化還原反應的角度由電池反應判斷電極反應．