Question

【題目】Ⅰ.甲烷—空氣燃料電池若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，負(fù)極的電極反應(yīng)式為______________；若以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，正極的電極反應(yīng)式為 __________________________。

Ⅱ．現(xiàn)有純鐵片、純銀片、純銅片，稀硫酸、FeSO4溶液、Fe2(SO4)3溶液、大燒杯、導(dǎo)線若干，請(qǐng)運(yùn)用原電池原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證Cu2+、Fe3+的氧化性強(qiáng)弱。

（1）寫出電極反應(yīng)式，負(fù)極：__________________，正極：___________________。

（2）請(qǐng)?jiān)谙旅娣娇蛑挟嫵鲈�電池的裝置圖，標(biāo)出外電路電子流向（注明電極材料、電解質(zhì)溶液，連成閉合回路）________。

該裝置反應(yīng)一段時(shí)間后，當(dāng)溶液的質(zhì)量增加3.2 g時(shí)，通過導(dǎo)線的電子的數(shù)目是_________。

Answer 1

【答案】 CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O O2+4e-+4H+=2H2O Cu -2e-= Cu2+ 2Fe3++2e-=2Fe2+ 0．1NA

【解析】試題分析：Ⅰ. 堿性甲烷燃料電池，總反應(yīng)為 ，甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為電池負(fù)極；若以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，總反應(yīng)是，氧氣在電極正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)。

Ⅱ．氧化性Cu2+<Fe3+，要證明Cu2+<Fe3+，根據(jù)氧化劑氧化性大于氧化產(chǎn)物，需要發(fā)生 ；

該裝置反應(yīng)一段時(shí)間后，溶液的質(zhì)量增加3.2 g，說明有3.2g銅參加反應(yīng)。

解析：Ⅰ. 甲烷—空氣燃料電池若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，總反應(yīng)為 ，甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為電池負(fù)極，負(fù)極的電極反應(yīng)為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；若以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，總反應(yīng)是；若以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，正極是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為 O2+4e-+4H+=2H2O。

Ⅱ．氧化性Cu2+<Fe3+，要證明Cu2+<Fe3+，根據(jù)氧化劑氧化性大于氧化產(chǎn)物，需要發(fā)生，選擇純銀片、純銅片， Fe2(SO4)3溶液、大燒杯、導(dǎo)線若干組成原電池。（1）銅是負(fù)極電極反應(yīng)式，Cu -2e-= Cu2+，正極是鐵離子得電子生成亞鐵離子：2Fe3++2e-=2Fe2+。

（2）。

溶液的質(zhì)量增加3.2 g，說明有3.2g銅參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量xmol

根據(jù)

X=0.1mol，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目是0.1NA