Question

（1）用FeCl₃溶液腐蚀印刷电路铜板的化学方程式为：

 

；若将该反应设计成如图
的原电池，请在图中完成标注

 

．
（2）实验证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，现有下列反应：
①C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H＞0；    
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（1）△H＜0；
③NaOH（aq）+HC1（aq）=NaC1（aq）+H₂O（1）△H＜0．
上述反应可以设计成原电池的是

 

（填序号），如若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计的原电池其负极反应为

 

．

Answer 1

考点：设计原电池

专题：电化学专题

分析：（1）Fe³⁺有强氧化性，能把金属铜氧化成铜离子；根据电池反应式设计原电池，由发生反应的反应类型设计正负极，将发生氧化反应的金属单质设计成负极，比负极不活泼的金属或导电的非金属设计成正极，反应物中的电解质设计为电解质溶液；
（2）能设计成原电池的反应应是能自发进行的氧化还原反应．

解答： 解：（1）Fe³⁺有强氧化性，能把金属铜氧化成铜离子，自身被还原成 Fe²⁺，反应方程式为2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂，设计成原电池时，负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，该电池反应中三价铁离子得电子发生还原反应，所以正极上的电极反应式为Fe³⁺+e^-=Fe²⁺（或2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺），铜失电子发生氧化反应，所以负极上的电极反应式为Cu=2Cu²⁺+2e^-（或Cu-2e^-=Cu²⁺）；
电池反应中发生氧化反应的金属作负极，所以铜作负极，不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极，可选石墨作正极，发生还原反应的电解质溶液作原电池的电解质溶液，所以该原电池图为，
故答案为：2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂；；
（2）能设计成原电池的反应应是能自发进行的氧化还原反应，而①为吸热反应，③不是氧化还原反应，都不能设计成原电池，②为氧化还原反应，且放热，则可设计成原电池，氢气在负极被氧化生成水，电极方程式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O或H₂+2OH^-=2H₂O+2e^-，
故答案为：②；H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O或H₂+2OH^-=2H₂O+2e^-．

点评：本题考查原电池的设计，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．