Question

【題目】(1)理論上任何一個自發的氧化還原反應均可以設計成原電池。根據氧化還原反應Fe＋2Fe3+=3Fe2+設計的原電池如圖所示，其中鹽橋內裝瓊脂飽和KNO3溶液。

請回答下列問題：

①電解質溶液X是___；電解質溶液Y是___。

②寫出兩電極的電極反應式：鐵電極：_；碳電極：__。

③外電路中的電子是從__電極流向__電極。(填“鐵”或“碳”)

④鹽橋中向X溶液中遷移的離子是__(填字母)：A．K+　 B．NO3-

(2)請將下列氧化還原反應3Cu＋8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O設計成原電池，畫出(1)中的裝置圖，并寫出相應的電極反應式。

①原電池裝置圖：_______；

②正極：_________；

③負極：_________。

Answer 1

【答案】FeCl2(或FeSO4) FeCl3[或Fe2(SO4)3] Fe－2e-=Fe2+ 2Fe3+＋2e-=2Fe2+ 鐵 碳 B NO3-＋3e-＋4H+=NO↑＋2H2O Cu－2e-=Cu2+

【解析】

(1)根據反應Fe+2Fe3+=3Fe2+分析，在反應中，Fe失電子，被氧化，Fe3+得電子，被還原；原電池中負極失電子發生氧化反應，Fe3+在正極上得電子被還原；外電路中的電子從負極流向正極，鹽橋中的陰離子往負極移動，陽離子往正極移動，以此解答；

(2)根據原電池中負極失電子發生氧化反應，正極得電子發生還原反應，電解質一般為參與反應的離子所組成的化合物分析解答。

(1)①由反應Fe+2Fe3+=3Fe2+可知，在反應中，Fe被氧化，失電子，應為原電池的負極，Fe3+在正極上得電子被還原，C為正極，負極電解液X中應含有亞鐵離子，正極反應為：Fe3++e-=Fe2+，因而Y為含Fe3+的電解質溶液，所以電解質X為：FeCl2(或FeSO4)，電解質Y為：FeCl3[或Fe2(SO4)3]；

②負極：Fe被氧化，失電子，電極反應為：Fe-2e-=Fe2+，Fe3+在正極上得電子被還原，電極反應為：2Fe3++2e-=2Fe2+；

③外電路電子由負極流向正極，所以外電路中電子是從鐵電極流向碳電極；

④Fe是負極，因而向X中遷移的是陰離子，即為NO3，故答案選B；

(2)由氧化還原反應2Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知，Cu發生氧化反應，作負極，其電極反應式為Cu-2e-=Cu2+，則負極的電解質為Cu(NO3)2，正極應選用碳棒或其他惰性電極，其電極反應式為：2NO3+6e-+8H+=2NO↑+4H2O，則正極的電解質為稀HNO3，則該裝置圖為。