Question

【題目】(1)利用反應(yīng)Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2設(shè)計成如下圖所示的原電池，回答下列問題：

①寫出正極電極反應(yīng)式：___________

②圖中X溶液是_______，原電池工作時，鹽橋中的_____(填“陽”、“陰”)離子向X溶液方向移動。

(2)控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2設(shè)計成如圖所示的原電池。

請回答下列問題：

①反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生______(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為_____。

②電流表讀數(shù)為0時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時在甲中加入FeCl2固體，則乙中的石墨電極上的反應(yīng)式為_________。

(3)利用反應(yīng)2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制備CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計為原電池，其正極電極反應(yīng)式為________。

Answer 1

【答案】2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ FeCl3 陽 氧化 2I－－2e－===I2 I2＋2e－===2I－ O2＋4e－＋4H＋===2H2O

【解析】

(1)該反應(yīng)中，Cu元素化合價由0價變?yōu)?/span>+2價、Fe元素化合價由+3價變?yōu)?/span>+2價，所以Cu作負(fù)極，不如Cu活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，FeCl3溶液為電解質(zhì)溶液，以此解答該題；

(2)①反應(yīng)開始時，乙中碘離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2I--2e-=I2，Fe3+被還原成Fe2+，則發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Fe3++e-=Fe2+；②反應(yīng)達(dá)到平衡后，向甲中加入適量FeCl2固體，Fe2+濃度增大，平衡逆向移動，則Fe2+失去電子生成Fe3+；

(3)該反應(yīng)中Cu元素化合價由0價變?yōu)?/span>+2價、O元素化合價由0價變?yōu)?/span>-2價，要將該反應(yīng)設(shè)計成原電池，Cu作負(fù)極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此分析解答。

(1)①該反應(yīng)中，Cu元素化合價由0價變?yōu)?/span>+2價、Fe元素化合價由+3價變?yōu)?/span>+2價，所以Cu作負(fù)極，不如Cu活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，因此C為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為2Fe3++2e-=2Fe2+， 故答案為：2Fe3++2e-=2Fe2+；

②銅被氧化，應(yīng)為原電池負(fù)極，由裝置圖可知，Y是氯化銅溶液，電解質(zhì)溶液X是FeCl3，右池是正極池，所以鹽橋中的陽離子向X溶液方向(正極)移動，故答案為：FeCl3；陽；

(2)①反應(yīng)開始時，乙中碘離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2I--2e-=I2，Fe3+被還原成Fe2+，則發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Fe3++e-=Fe2+，故答案為：氧化；2I--2e-=I2；

②反應(yīng)達(dá)到平衡后，電流表讀數(shù)為0，向甲中加入適量FeCl2固體，Fe2+濃度增大，平衡逆向移動，則Fe2+失去電子生成Fe3+，發(fā)生2Fe2+-2e-=2Fe3+，甲為負(fù)極，乙中的石墨作正極，電極反應(yīng)式為：I2+2e-=2I-，故答案為：I2+2e-=2I-；

(3)2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O反應(yīng)中Cu元素化合價由0價變?yōu)?/span>+2價、O元素化合價由0價變?yōu)?/span>-2價，要將該反應(yīng)設(shè)計成原電池，Cu作負(fù)極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，因為在酸性條件下，所以氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為4H++O2+4e-═2H2O，故答案為：4H++O2+4e-═2H2O。