Question

【題目】(1)為了驗證Fe2+與Cu2+氧化性強弱，下列裝置能達到實驗目的的是______，寫出正極的電極反應_______。若構建原電池時兩個電極的質量相等，當導線中通過0.05mol電子時，兩個電極的質量差為________。

(2)將CH4設計成燃料電池，其利用率更高，裝置如圖所示(A、B為多孔碳棒)。

①實驗測得OH-定問移向B電極，則_____處電極入口通甲烷(填A或B)，其電極反應式為___________。

②當消耗甲院的體積為33.6L(標準狀況下)時，假設電池的能量轉化率為80%，則導線中轉移電子的物質的量為________。

(3)高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時間保持穩定的放電電壓。高鐵電池的總反應式為:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，原電池負極的電極反應式為__________；放電時每轉移3mol電子，有_____mol K2FeO4被還原，正極附近溶液的堿性________(填“增強”。“不變“或“減弱”)。

Answer 1

【答案】 ③ Cu2++2e-=Cu 3g B CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 9.6mol Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 1 增強

【解析】(1)①中銅是負極，碳是正極，鐵離子在正極放電生成亞鐵離子，不能比較Fe2+與Cu2+氧化性強弱；②中在常溫下鐵遇濃硝酸發生鈍化，鐵是正極，銅是負極，不能比較Fe2+與Cu2+氧化性強弱；③中鐵是負極，碳是正極，銅離子在正極得到電子生成銅，能比較Fe2+與Cu2+氧化性強弱，正極的電極反應為Cu2++2e-=Cu。當導線中通過0.05mol電子時，消耗鐵0.025mol×56＝1.4g，析出銅是0.025mol×64g/mol＝1.6g，則兩個電極的質量差為1.4g+1.6g＝3.0g；(2)①實驗測得OH-定問移向B電極，則B電極是負極，因此B處電極入口通甲烷，其電極反應式為CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。②甲院的體積為33.6L(標準狀況下)，物質的量是1.5mol，假設電池的能量轉化率為80%，則導線中轉移電子的物質的量為1.5mol×80%×8＝9.6mol。(3)反應中鋅失去電子，則原電池負極的電極反應式為Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2；鐵元素化合價從+6價降低到+3價，放電時每轉移3mol電子，有1molK2FeO4被還原。正極反應式為FeO42－+3e－+4H2O＝Fe(OH)3+5OH－，因此正極附近溶液的堿增強。