Question

【題目】某興趣小組為研究原電池原理,設計如圖裝置。

(1)a和b用導線連接，Fe電極的電極反應式為：________，Cu極發生_____反應，溶液中SO42-移向______(填“Cu”或“Fe”)極。

(2)無論a和b是否連接，Fe片均被腐蝕。若轉移了0.4mol電子，則理論.上Fe片質量減輕____g。

(3)設計一個實驗方案，使如圖裝置中的鐵棒上析出銅，而鐵不溶解(作圖表示)。

_____

(4)依據Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl晶體的反應原理設計原電池，你認為是否可行?理由是______。

Answer 1

【答案】 Fe－2e－＝Fe2+ 還原 Fe 11.2 不可行，因為此反應為非氧化還原反應，無電子轉移

【解析】本題主要考察原電池的工作原理。在Cu-Fe-稀硫酸原電池中，鐵單質的活潑性大于銅單質，所以鐵電極上鐵單質失去電子被氧化成Fe2+，作負極；銅電極上溶液中的H+得到電子被還原成H2，作正極。電子從負極經外借導線流向正極。電解質溶液中，陽離子H+向正極移動，陰離子SO42-向負極移動。

（1）Fe電極作負極，失去電子，發生氧化反應，被氧化，電極反應式為：Fe－2e－＝Fe2+；Cu電極作正極，得到電子，發生還原反應，被還原，電極反應為： H++2e－=H2 ;（2）a和b不連接，鐵片與稀硫酸反應，發生化學腐蝕；a和b連接，形成原電池，發生電化學腐蝕。兩種腐蝕結果均是鐵元素的化合價由0價上升到+2價，如果轉移0. 4mol電子，則理論有0.2mol鐵單質被腐蝕，則Fe片質量減輕0.2mol×56g/mol=11.2g。（3）使如圖裝置中的鐵棒上析出銅，而鐵不溶解，則說明鐵電極作正極，得到電子，那么應該選取比鐵單質活潑的金屬單質作正極，比如鋅電極。（4）原電池的形成條件①活潑性不同的兩個電極；②電解質溶液；③閉合電路；④有自發進行的氧化還原反應；Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl晶體的反應不是氧化還原反應，沒有電子轉移，因此不能設計為原電池。