Question

12．（1）现有如下列反应：NaOH+HCl=NaCl+H₂O根据该反应本质，判断能否设计成原电池，如果不能，说明其原因不能，因为原电池的反应本质是氧化还原反应，此中和反应不是氧化还原反应；．
（2）选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，以便完成下列反应．Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu
①画出装置图；
②电极材料和电解质溶液各是什么？
③写出正负电极反应式以及电极总反应式．

Answer 1

分析 （1）NaOH+HCl=NaCl+H₂O，为非氧化还原反应不能设计成原电池；
（2）利用反应Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu设计原电池时，根据反应可知，Fe为负极，则正极可以是活泼性不如Fe的金属如Cu等，也可以是碳棒，电解质溶液应为CuSO₄，工作时，正极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，有红色金属析出，负极反应式为Fe-2e^-=Fe²⁺，铁棒逐渐溶解，据此画出原电池装置图，写出电极反应．

解答 解：（1）原电池是将化学能转变为电能的装置，只有氧化还原反应才有电子的转移，而NaOH+HCl=NaCl+H₂O为非氧化还原反应，不能设计成原电池，故答案为：不能，因为原电池的反应本质是氧化还原反应，此中和反应不是氧化还原反应；
（2）①利用反应Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu设计原电池时，根据反应可知，Fe为负极，则正极可以是活泼性不如Fe的金属如Cu等，也可以是碳棒，电解质溶液应为CuSO₄，所以装置图为：；
②由以上原电池装置图可知，电极材料正极为铜，负极为铁，电解质溶液是硫酸铜；答：电极材料正极为铜，负极为铁，电解质溶液是硫酸铜；
③工作时，正极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，负极反应式为Fe-2e^-=Fe²⁺，电极总反应式：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；
答：负极：Fe-2e^-=Fe²⁺；正极：Cu²⁺+2e^-=Cu；电极总反应式：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu．

点评 本题考查原电池的设计和工作原理，题目难度不大，注意原电池的组成特点和反应原理，注意电极反应式的书写方法，试题培养了学生灵活应用所学知识的能力．