题目内容
【题目】(1)利用反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2设计成如下图所示的原电池，回答下列问题：
①写出正极电极反应式：___________
②图中X溶液是_______，原电池工作时，盐桥中的_____(填“阳”、“阴”)离子向X溶液方向移动。
(2)控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－
2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。
请回答下列问题：
①反应开始时，乙中石墨电极上发生______(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_____。
②电流表读数为0时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨电极上的反应式为_________。
(3)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为________。
【答案】2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ FeCl3 阳 氧化 2I－－2e－===I2 I2＋2e－===2I－ O2＋4e－＋4H＋===2H2O
【解析】
(1)该反应中，Cu元素化合价由0价变为+2价、Fe元素化合价由+3价变为+2价，所以Cu作负极，不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，FeCl3溶液为电解质溶液，以此解答该题；
(2)①反应开始时，乙中碘离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2I--2e-=I2，Fe3+被还原成Fe2+，则发生还原反应，电极反应式为：Fe3++e-=Fe2+；②反应达到平衡后，向甲中加入适量FeCl2固体，Fe2+浓度增大，平衡逆向移动，则Fe2+失去电子生成Fe3+；
(3)该反应中Cu元素化合价由0价变为+2价、O元素化合价由0价变为-2价，要将该反应设计成原电池，Cu作负极，正极上氧气得电子发生还原反应，据此分析解答。
(1)①该反应中，Cu元素化合价由0价变为+2价、Fe元素化合价由+3价变为+2价，所以Cu作负极，不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，因此C为正极，发生还原反应，电极方程式为2Fe3++2e-=2Fe2+， 故答案为：2Fe3++2e-=2Fe2+；
②铜被氧化，应为原电池负极，由装置图可知，Y是氯化铜溶液，电解质溶液X是FeCl3，右池是正极池，所以盐桥中的阳离子向X溶液方向(正极)移动，故答案为：FeCl3；阳；
(2)①反应开始时，乙中碘离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2I--2e-=I2，Fe3+被还原成Fe2+，则发生还原反应，电极反应式为：Fe3++e-=Fe2+，故答案为：氧化；2I--2e-=I2；
②反应达到平衡后，电流表读数为0，向甲中加入适量FeCl2固体，Fe2+浓度增大，平衡逆向移动，则Fe2+失去电子生成Fe3+，发生2Fe2+-2e-=2Fe3+，甲为负极，乙中的石墨作正极，电极反应式为：I2+2e-=2I-，故答案为：I2+2e-=2I-；
(3)2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O反应中Cu元素化合价由0价变为+2价、O元素化合价由0价变为-2价，要将该反应设计成原电池，Cu作负极，正极上氧气得电子发生还原反应，因为在酸性条件下，所以氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为4H++O2+4e-═2H2O，故答案为：4H++O2+4e-═2H2O。
