Question

10．依据氧化还原反应：2Ag⁺（aq）+Cu（s）═Cu²⁺（aq）+2Ag（s） 设计的原电池如图所示．请回答下列问题：
（1）电极X的材料是Cu；电解质溶液Y是AgNO₃．
（2）银电极为电池的正极，发生的电极反应为Ag⁺+e^-=Ag；X电极上发生的电极反应为Cu-2e^-=Cu²⁺．
（3）当Ag⁺的消耗速率为0.05mol/（L•min）时，Cu²⁺的生成速率是0.025mol/（L•min）．
（4）铜与盐酸的反应可用于设计原电池吗？简述原因．不能，因为该反应为非自发的氧化还原反应．

Answer 1

分析 根据反应“2Ag⁺（aq）+Cu（s）═Cu²⁺（aq）+2Ag（s）”分析，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，电极反应为Cu-2e^-=Cu²⁺，则正极为活泼性较Cu弱的Ag，Ag⁺在正极上得电子被还原，电极反应为Ag⁺+e^-=Ag，电解质溶液为AgNO₃ ，结合电极方程式解答该题．

解答 解：（1）由反应“2Ag⁺（aq）+Cu（s）═Cu²⁺（aq）+2Ag（s）”可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，Ag⁺在正极上得电子被还原，电解质溶液为AgNO₃ ，
故答案为：Cu；AgNO₃；
（2）正极为活泼性较Cu弱的Ag，Ag⁺在正极上得电子被还原，电极反应为Ag⁺+e^-=Ag，X为负极，发生氧化反应，反应式为：Cu-2e^-=Cu²⁺；
故答案为：正； Ag⁺+e^-=Ag； Cu-2e^-=Cu²⁺；
（3）因为反应速率之比等于系数之比，所以当Ag⁺的消耗速率为0.05mol/（L•min）时，Cu²⁺的生成速率是$\frac{1}{2}$×0.05mol/（L•min）=0.025mol/（L•min），
故答案为：0.025mol/（L•min）；
（4）因为铜与盐酸不能发生自发的氧化还原反应，所以不能设计原电池，故答案为：不能，因为该反应为非自发的氧化还原反应．

点评 本题考查原电池的设计及工作原理，注意电极反应式的书写方法，牢固掌握原电池中电极的判断，电极反应式的书写的方法性问题．