题目内容

15．根据如图原电池的装置图回答下列问题：
（1）欲将反应2Fe3++Cu═Cu2++2Fe2+设计成原电池，该电池负极材料为铜，电解质溶液为氯化铁溶液，10min内该电池向外提供0.1mol电子，负极材料的质量变化为3.2g，假设该电解质溶液为2L，则以Fe3+浓度变化表示的该反应的速率为0.005 mol/（L•min）．
（2）若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，A电极材料为Cu，B电极材料为Fe，则B电极上发生的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；反应进行一段时间后溶液C的pH将升高（填“升高”“降低”或“基本不变”）．

分析 （1）根据原电池的工作原理选取适合的材料，再根据电极反应式进行相关计算；
（2）若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且做负极，A为正极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大．

解答 解：（1）2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，根据方程式可知，铜的化合价升高，失电子，应作为原电池的负极；3价铁离子化合价降低，得到电子，故电解质溶液可选用氯化铁；正极可选用惰性电极石墨（Pt亦可）；又负极反应为Cu-2e-=Cu2+，根据电极反应式可知，消耗1mol铜，转移2mol电子，故转移0.1mol电子，消耗的铜为0.05mol，质量为0.05×64=3.2g，同时消耗Fe3+的物质的量为0.1mol，所以以Fe3+浓度变化表示的该反应的速率为$\frac{\frac{0.1mol}{2L}}{10min}$=0.005 mol/（L•min）
故答案为：铜；氯化铁溶液；3.2g；0.005 mol/（L•min）；
（2）若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且做负极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，A为正极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应为：2H++2e-=H2↑；氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，溶液pH升高，故答案为：Fe-2e-=Fe2+；升高．

点评 本题考查了原电池原理的分析判断，原电池原理和电极分析判断是解题关键，注意电极反应生成的离子在电解质溶液中的存在分析，题目难度中等．

练习册系列答案
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元素符号 X Y Z R T 
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主要化合价 +2 +2 -2、+4、+6+3-2 
根据表中信息，判断以下说法正确的是（　　）
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C．元素最高价氧化物对应的水化物的碱性：R＞X
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