题目内容

3.现有如下两个反应:
A、NaOH+HCl═NaCl+H2O     B、2FeCl3+Fe═3FeCl2
(1)根据两反应本质,判断能否设计成原电池的是哪个反应:B;(填A或B)
(2)如果不能设计成原电池,说明其原因(A)的反应非氧化还原反应,没有电子转移;
(3)如果可以设计成原电池,则写出正、负极电极反应式,负极电极反应式Fe-2e-=Fe2+,正极电极反应式2Fe3++2e-=2Fe2+
(3)利用(3)中反应:设计一个化学电池(给出若干导线,电极材料和电解液自选):
①标出电子流动方向;②注明负极电极材料;③写出电解质溶液.
(5)若该电池外电路中有6.02×1023个电子转移时,则电解质溶液质量增加了28g.

分析 (1)原电池反应必须是自发进行的放热的氧化还原反应,根据是否有电子转移判断是否能设计成原电池;
(2)原电池反应必须是自发进行的放热的氧化还原反应;
(3)原电池反应中,化合价升高的金属单质作负极,不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极,得电子化合价降低的电解质溶液作该原电池电解质溶液;
(4)活泼的金属作负极,碳棒作正极,电解质溶液为氯化铁溶液,电子从负极流向正极,要形成闭合回路;
(5)由电极反应式可知Fe-2e-=Fe2+,若导线上转移电子2mol,则电解质溶液增重为56g.

解答 解:(1)原电池反应必须是自发进行的放热的氧化还原反应,(A)中各元素化合价不变,所以不是氧化还原反应,属于复分解反应,不能设计成原电池;(B)中反应前后Fe元素化合价由+3价变为+2价、Cu元素化合价由0价变为+2价,所以有电子转移,能设计成原电池,
故答案为:B;
(2)根据(1)知,(A)的反应非氧化还原反应,没有电子转移,所以(A)不能设计成原电池,故答案为:(A)的反应非氧化还原反应,没有电子转移;
(3)负极是活泼的金属,可以用活泼的铁作为负极材料,负极发生氧化反应,电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+;正极是不活泼的碳棒,发生还原反应,电极反应式为:2Fe3++2e-=2Fe2+;故答案为:Fe-2e-=Fe2+,2Fe3++2e-=2Fe2+
(4)活泼的金属作负极,碳棒作正极,电解质溶液为氯化铁溶液,电子从负极流向正极,要形成闭合回路,图为:,故答案为:
(5)由电极反应式可知Fe-2e-=Fe2+,若导线上转移电子2mol,则电解质溶液增重为56g,所以外电路中有6.02×1023个电子转移时,即转移1mol的电子,所以电解质溶液增重28g,故答案为:28.

点评 本题考查了原电池的设计和工作原理的探究,为侧重于基础知识的考查,题目难度不大.

练习册系列答案
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14.“侯氏制碱法”是我国化工专家侯德榜以NaCl、NH3、CO2等为原料制得NaHCO3,进而生产纯碱的一种化工方法.有关的化学反应方程式如下:
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O
(1)“侯氏制碱法”把合成氨和纯碱两种产品联合生产,已知合成氨为放热反应:①若从反应速率角度考虑选择条件为adj(选填字母,下同);
②若从平衡移动原理角度来考虑选择条件为bd;
③综合考虑该生产应选择的条件是adj.
a.高温  b.低温  c.常温  d.高压  e.低压  f.常压  j.催化剂
(2)碳酸氢铵与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是c(选填字母)
a.碳酸氢钠难溶于水
b.碳酸氢钠受热易分解
c.碳酸氢钠的溶解度相对较小
(3)某探究活动小组根据上述制碱原理,欲制备碳酸氢钠,设计了如下的方案进行实验.
甲同学:将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出).实验结束后,分离出NaHCO3晶体的操作是过滤(填操作名称).乙同学:用图中戊装置进行实验(其它装置未画出).为提高二氧化碳在此反应溶液中被吸收的程度,实验时,须先从a管通入氨气气体,再从b管中通入二氧化碳气体.
(4)请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠固体的方法(用必要的文字说明并写出有关化学反应方程式):NaOH+CO2=NaHCO3或Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3

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