题目内容

7.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•HO═Al(OH)3↓+3NH4 Cl
③NaOH+HC1═NaC1+H2O
(2)根据(1)所选的反应设计成原电池如右图1,请在图中完成并作相应标注.
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)用FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的化学方程式为:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2;
若将该反应设计成如图2的原电池,请在图中完成电极材料及电解质
溶液的标注.

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)Fe3+有强氧化性,能把金属铜氧化成铜离子;则Cu为负极,正极可为碳棒等,电解质溶液为FeCl3.

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)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;.

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.

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