Question

12．欲將反應(yīng)2Fe³⁺+Cu═Cu²⁺+2Fe²⁺設(shè)計(jì)成原電池，該電池負(fù)極材料為Cu，電解質(zhì)溶液為FeCl₃溶液，10min內(nèi)該電池向外提供0.2mol電子，負(fù)極材料的質(zhì)量變化為6.4g，假設(shè)該電解質(zhì)溶液為1L，則以Fe³⁺濃度變化表示的該反應(yīng)的速率為0.02mol/（L．min）．

Answer 1

分析 根據(jù)電池反應(yīng)式知，Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則作負(fù)極，不如Cu活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，含有鐵離子的可溶性鐵鹽溶液為電解質(zhì)溶液，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子與Cu的關(guān)系式計(jì)算消耗Cu的質(zhì)量；根據(jù)轉(zhuǎn)移電子與鐵離子的關(guān)系計(jì)算反應(yīng)速率．

解答 解：根據(jù)電池反應(yīng)式知，Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則作負(fù)極，不如Cu活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，含有鐵離子的可溶性鐵鹽溶液為電解質(zhì)溶液，如FeCl₃溶液；
負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2e^-=Cu²⁺，負(fù)極上銅失電子生成銅離子進(jìn)入溶液，所以銅質(zhì)量在不斷減少，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子與Cu的關(guān)系式得消耗Cu的質(zhì)量=$\frac{0.2mol}{2}×64g/mol$=6.4g；
正極反應(yīng)式為Fe³⁺+e^-=═Fe²⁺，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子與鐵離子的關(guān)系得消耗反應(yīng)速率=$\frac{\frac{\frac{0.2mol}{1}}{1L}}{10min}$=0.02mol/（L．min），
故答案為：Cu；FeCl₃溶液；6.4g；0.02mol/（L．min）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池設(shè)計(jì)、化學(xué)反應(yīng)速率有關(guān)計(jì)算，側(cè)重考查學(xué)生設(shè)計(jì)及計(jì)算能力，會(huì)根據(jù)得失電子確定原電池正負(fù)極、電解質(zhì)溶液，失電子的金屬作負(fù)極、得電子的可溶性電解質(zhì)溶液為該原電池電解質(zhì)溶液，題目難度不大．