Question

13．能量之间可以相互转化：原电池可将化学能转化为电能．
（1）下列反应能设计成原电池的是①．
①2FeCl₃+Fe═3FeCl₂
②AlCl₃+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄Cl
③NaOH+HCl═NaCl+H₂O
（2）根据（1）中所选的反应设计成原电池如图1，请在图中完成电极材料及电解质溶液的标注．

写出该电池的正极反应式：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，电池工作的时候，盐桥中的阴离子移向负极（填“负极”，“正极”或“不移动”）．
（3）①欲完成2HCl+2Ag=2AgCl↓+H₂↑，设计了图2四个实验，你认为可行的实验是A．
②根据所选的装置，写出阳极（或负极）的电极反应式：Cl^-+Ag-e^-=AgCl↓，反应一段时间后，溶液的pH变化是A（填序号）．
A．变大B．变小C．不变
③若有1.08g Ag被消耗，该原电池转移的电子数目是0.01mol．

Answer 1

分析 （1）能设计成原电池的反应必须是自发进行的放热的氧化还原反应；
（2）将2FeCl₃+Fe═3FeCl₂设计成原电池反应，则Fe为负极，正极可为碳棒等，负极电解质溶液为FeCl₂，正极电解质溶液为FeCl₃；
（3）盐酸和银不能自发的进行氧化还原反应，所以不能设计成原电池，只能设计成电解池，失电子的物质作电解池阳极，金属或导电的非金属作电解池阴极，失电子的物质作电解质溶液，据此分析解答．

解答 解：（1）能设计成原电池的反应应是能自发进行的氧化还原反应，①为氧化还原反应，且反应放热，可设计成原电池，②为吸热反应，③为中和反应，没有电子的转移，不能设计成原电池，故答案为：①；
（2）由方程式Fe+2FeCl₃=3FeCl₂可知，Fe被氧化，为原电池的负极，负极反应为Fe-2e^-=Fe²⁺，正极Fe³⁺被还原，电极方程式为2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，负极电解质溶液为FeCl₂，正极电解质溶液为FeCl₃，原电池工作时，阴离子向负极移动，装置图为，
故答案为：；2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；负极；
（3）①2HCl+2Ag=2AgCl↓+H₂↑不能自发进行，所以必须设计成电解池，该反应中银失电子，所以银作电解池阳极，金属或导电的非金属作电解池阴极，该反应中氯化氢得电子生成氢气，则选取盐酸作电解质溶液，所以A选项符合条件，
故选A；
②根据所选的装置，银作电解池阳极，电极反应式：Cl^-+Ag-e^-=AgCl↓，由总反应2HCl+2Ag=2AgCl↓+H₂↑，则反应一段时间后，消耗HCl，则溶液的pH变化是变大，故答案为：Cl^-+Ag-e^-=AgCl↓；A；
③由Cl^-+Ag-e^-=AgCl↓，若有1.08g Ag被消耗，该原电池转移的电子数目是$\frac{1.08g}{108g/mol}$×1=0.01mol，
故答案为：0.01mol．

点评 本题考查原电池、电解池的设计，侧重于学生的分析能力和电化学知识的综合考查，为高考常见题型和高频考点，难度不大，明确原电池的构成条件及反应必须是放热反应是解本题的关键．