Question

7．（1）任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成一个原电池．请根据：
Fe+2FeCl₃═3FeCl₂ 设计成一个原电池．该电池的负极材料为Fe，其电极反应为Fe-2e^-=Fe²⁺；正极材料为不如铁活泼的金属或石墨，其电极反应为2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺．
（2）①氢氧燃料电池，电解质溶液为稀H₂SO₄时：正极：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O
②氢氧燃料电池，电解质溶液为KOH溶液时：负极：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O总反应方程式：2H₂+O₂=2H₂O．

Answer 1

分析 （1）原电池中，失电子化合价升高的金属作负极、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为原电池电解质；
（2）①氢氧燃料酸性电池中，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水；
②氢氧燃料碱性电池中，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水；
总反应方程式和氢气燃烧方程式相似．

解答 解：（1）原电池中，失电子化合价升高的金属作负极、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为原电池电解质，该原电池中，Fe元素化合价由0价、+3价变为+2价，所以Fe是负极、不如铁活泼的金属或导电的非金属作正极，如铜、石墨等，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e^-=Fe²⁺，正极上铁离子得电子发生还原反应，电极反应式为，
故答案为：Fe；Fe-2e^-=Fe²⁺；不如铁活泼的金属或石墨；2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；
（2）①氢氧燃料酸性电池中，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，故答案为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
②氢氧燃料碱性电池中，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，负极反应式为2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，总反应方程式和氢气燃烧方程式相似，则电池反应式分别为2H₂+O₂=2H₂O，
故答案为：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O；2H₂+O₂=2H₂O．

点评 本题考查原电池设计，侧重考查正负极的判断及电极反应式的书写，会根据原电池反应式元素化合价变化确定正负极材料，注意电极反应式的书写与电解质溶液酸碱性有关，题目难度中等．