题目内容

12.根据组成原电池的条件,试以反应:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+设计一个原电池,
(1)画出示意图并标出原电池的正、负极和电子的流向(画在下面方框中),
供选用的电解质溶液有:稀硫酸、硫酸铜溶液、三氯化铁溶液.
供选用的电极材料有:锌片、铜片、铁片、石墨.
(2)写出电极反应式.
电极材料及电极反应式:
负极材料:Cu,
电极反应式:Cu-2e-=Cu2+
正极材料:碳棒,
电极反应式:2Fe3++2e-=2Fe2+
电解质溶液:氯化铁溶液.

分析 由方程式可知,Cu被氧化,为原电池的负极,则正极可为碳棒或不如Cu活泼的金属,电解质溶液为氯化铁溶液,正极发生还原反应,负极发生氧化反应,据此分析解答.

解答 解:由方程式Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2可知,Cu被氧化,为原电池的负极,负极反应为Cu-2e-=Cu2+,正极Fe3+被还原,电极方程式为2Fe3++2e-=2Fe2+,正极可为碳棒,电解质溶液为氯化铁,
则原电池装置图可设计为
故答案为:(1);(2)Cu;Cu-2e-=Cu2+;碳棒;2Fe3++2e-=2Fe2+;氯化铁溶液.

点评 本题考查了原电池的知识,属于基础性知识的考查,题目难度不大,明确原电池的工作原理、构成条件是答题的关键,注意相关知识的积累和总结.

练习册系列答案
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20.碳循环是地球上重要的物质循环,碳循环包含石油及石油制品的研发应用.石油工业上用两步法生产二甲醚,其工艺流程如下:

反应室Ⅰ:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)
反应室Ⅱ:2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)
(1)欲提高反应室Ⅰ中CO的转化率,可以采取的方法有增大氢气浓度、不断分离出甲醇或者加压.
(2)反应室Ⅰ(恒容10L)中有关反应数据如下:
序号温度(°C)  起始浓度(mol•L-1  平衡浓度(mol•L-1
COH2CH3OHCOH2CH3OH
T1300.21.40.8
T 1.5 4.6 0.1b1b2b3
T+30130 0.251.5 0.75
①图1表示反应室Ⅰ中不同温度下序号1(曲线m)和序号3(曲线n) 反应中CO转化率随时间变化的曲线,请在答题纸上的图4中补画出曲线n.
②判断:$\frac{{b}_{3}}{{b}_{1}}$>4(填“>”、“<”或“=”).

(3)图2表示甲醇或二甲醚体积分数随氢碳比$\frac{n({H}^{2})}{n(CO)}$的变化情况,从图中可以得到的结论是C.
A.提高氢碳比可以加快反应速率
B.提高氢碳比可以提高氢气的转化率
C.按方程式系数比投料时甲醇或二甲醚体积分数最大
D.对于同一反应氢碳比越大,生成物浓度越大
(4)已知某温度下下列热化学方程式:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1=-100.46kJ•mol-1
2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-20.59kJ•mol-1,则2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H3=-221.51kJ•mol-1
4.燃料的使用和防污染是社会发展中一个无法回避的矛盾话题.
(1)我国北方冬季烧煤供暖所产生的废气是雾霾的主要来源之一.经研究发现将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧,能够降低燃煤时NO的排放,主要反应为:
2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H
若①N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H1=+180.5kJ•mol-1
②2CO(g)═2C(s)+O2(g)△H2=+221kJ•mol-1
③C(s)+O2(g)═CO2(g)△H3=-393.5kJ•mol-1
则△H=-746.5kJ•mol-1
(2)为了提高燃料的利用率,可以将甲醇设计为燃料电池,写出熔融K2CO3做电解质时,甲醇燃料电池的负极反应式:CH3OH-6e-+3CO32-=2H2O+4CO2↑;该电池负极与水库的铁闸相连时,可以保护铁闸不被腐蚀,这种方法叫做外加电流的阴极保护法.
(3)含有甲醇的废水随意排放会造成水污染,可用ClO2将其氧化为CO2,然后再加碱中和即可.写出处理甲醇酸性废水过程中,ClO2与甲醇反应的离子方程式:6ClO2+5CH3OH=6Cl-+5CO2+6H++7H2O.
(4)机动车的尾气也是雾霾形成的原因之一.

①近几年有人提出在催化剂条件下,利用汽油中挥发出来的C3H6催化还原尾气中的NO气体生成三种无污染的物质.请写出该过程的化学方程式:2C3H6+18NO=6CO2+9N2+6H2O;
②电化学气敏传感器法是测定汽车尾气常用的方法之一.其中CO传感器的工作原理如上图所示,则对电极的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O.

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