题目内容

8.(1)利用反应Cu+2FeCl3═CuCl2+2FeCl2设计成如图1所示原电池,回答下列问题:
①写出电极反应式:正极2Fe3++2e-=2Fe2+;负极Cu-2e-=Cu2+.
②图中X溶液是CuCl2,Y溶液是FeCl3.
③原电池工作时,盐桥中的阳(填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动.
(2)控制适合的条件,将反应2Fe3++2I-?2Fe2++I2,设计成如图2所示的原电池.
请回答下列问题:
①反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为2I--2e-=I2.甲中石墨电极上发生还原反应,电极反应式为Fe3++e-=Fe2+.
②电流计读数为0时,反应达到平衡状态,此时在甲中加入FeCl2固体,则乙中的石墨作正(填“正”或“负”)极,该电极的电极反应式为I2+2e-=2I-.
(3)利用反应2Cu+O2+2H2SO4═2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为4H++O2+4e-═2H2O.

分析 (1)该反应中,Cu元素化合价由0价变为+2价、Fe元素化合价由+3价变为+2价,所以Cu作负极,不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极,FeCl3溶液为电解质溶液,以此解答该题;
(2)①反应开始时,乙中碘离子失电子发生氧化反应,电极反应式为:2I--2e-=I2,Fe3+被还原成Fe2+,则发生还原反应,电极反应式为:Fe3++e-=Fe2+;
②反应达到平衡后,向甲中加入适量FeCl2固体,Fe2+浓度增大,平衡逆向移动,则Fe2+失去电子生成Fe3+;
(3)该反应中Cu元素化合价由0价变为+2价、O元素化合价由0价变为-2价,要将该反应设计成原电池,Cu作负极,正极上氧气得电子发生还原反应,据此分析解答.

解答 解:(1)①C为正极,发生还原反应,电极方程式为2Fe3++2e-=2Fe2+,Cu为负极,电极方程式为Cu-2e-=Cu2+,
故答案为:2Fe3++2e-=2Fe2+;Cu-2e-=Cu2+;
②铜氧化,应为原电池负极,由装置图可知,X是氯化铜溶液,电解质溶液Y是FeCl3,
故答案为:CuCl2;FeCl3;
③右池是正极池,所以原电池中的阳离子向正极移动,故答案为:阳;
(2)①反应开始时,乙中碘离子失电子发生氧化反应,电极反应式为:2I--2e-=I2,Fe3+被还原成Fe2+,则发生还原反应,电极反应式为:Fe3++e-=Fe2+,
故答案为:氧化;2I--2e-=I2;还原;Fe3++e-=Fe2+;
②反应达到平衡后,向甲中加入适量FeCl2固体,Fe2+浓度增大,平衡逆向移动,则Fe2+失去电子生成Fe3+,发生2Fe2+-2e-=2Fe3+,甲为负极,
乙中的石墨作正极,电极反应式为:I2+2e-=2I-,故答案为:正;I2+2e-=2I-;
(3)该反应中Cu元素化合价由0价变为+2价、O元素化合价由0价变为-2价,要将该反应设计成原电池,Cu作负极,正极上氧气得电子发生还原反应,因为在酸性条件下,所以氧气得电子和氢离子反应生成水,电极反应式为4H++O2+4e-═2H2O,
故答案为:4H++O2+4e-═2H2O.

点评 本题是对原电池原理综合考查,并注重与化学平衡的联系,学生明确原电池的工作原理、正负极的判断方法、化学平衡的移动即可解答.

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