Question

（1）铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl₃可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等．写出FeCl₃溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式

 

；
若将（1）中的反应设计成原电池，请在如图方框内画出原电池的装置图，标出正、负极．
（2）铅蓄电池是常见的化学电源之一，其充电、放电的总反应是：
2PbSO₄+2H₂O

充电

放电

 Pb+PbO₂+2H₂SO₄
电池放电时，正极的电极反应式是

 

；放电过程中硫酸浓度由5mol/L下降到4mol/L，电解液体积为2L（反应过程溶液体积变化忽略不计），求放电过程中外电路中转移电子的物质的量为

 

mol．
（3）有人设计将两根Pt丝作电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入甲烷和氧气而构成燃料电池．则此燃料电池工作时，其电极反应式为：
负极：

 

正极：

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）铜具有还原性，能还原铁离子生成亚铁离子，自身被氧化生成铜离子，离子方程式为2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，根据元素化合价变化知，Cu失电子作负极、不如铜活泼的金属或导电的非金属作正极，氯化铁溶液作电解质溶液；
（2）放电时，二氧化铅作正极，正极上二氧化铅得电子发生还原反应；根据方程式中硫酸和转移电子之间的关系式计算转移电子的物质的量；
（3）甲烷燃料碱性电池中，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成水和碳酸根离子，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子．

解答： 解：（1）铜具有还原性，能还原铁离子生成亚铁离子，自身被氧化生成铜离子，根据元素化合价变化知，Cu失电子作负极、不如铜活泼的金属或导电的非金属作正极，氯化铁溶液作电解质溶液，其装置图为，故答案为：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；；
（2）放电时，二氧化铅作正极，正极上二氧化铅得电子发生还原反应，电极反应式为PbO₂+SO₄^2-+2e^-+4H⁺═PbSO₄+2H₂O；根据方程式知，转移电子的物质的量=

(5-4)mol/L×2L

2

×2=2mol，
故答案为：PbO₂+SO₄^2-+2e^-+4H⁺═PbSO₄+2H₂O；2；
（3）甲烷燃料碱性电池中，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成水和碳酸根离子，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以负极反应为：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O，正极反应为：2O₂+4H₂O+8e^-═8OH^-，故答案为：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O；2O₂+4H₂O+8e^-═8OH^-．

点评：本题考查了原电池原理，根据正负极上得失电子书写电极反应式，会根据元素化合价变化设计原电池，书写电极反应式要结合电解质溶液酸碱性，为学习难点．