Question

8．如图原电池装置图：
欲将反应2Fe³⁺+Cu═Cu²⁺+2Fe²⁺设计成原电池，该电池负极材料为铜，电解质溶液为氯化铁溶液，10min内该电池向外提供0.1mol电子，负极材料的质量变化为3.2g，假设该电解质溶液为2L，则以Fe³⁺浓度变化表示的该反应的速率为0.005 mol/（L•min）．

Answer 1

分析 根据电池反应式知，Cu失电子发生氧化反应，则作负极，不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，含有铁离子的可溶性铁盐溶液为电解质溶液，根据转移电子与Cu的关系式计算消耗Cu的质量；根据转移电子与铁离子的关系计算反应速率．

解答 解：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺，根据方程式可知，铜的化合价升高，失电子，应作为原电池的负极；3价铁离子化合价降低，得到电子，故电解质溶液可选用氯化铁；正极可选用惰性电极石墨（Pt亦可）；又负极反应为Cu-2e^-=Cu²⁺，根据电极反应式可知，消耗1mol铜，转移2mol电子，故转移0.1mol电子，消耗的铜为0.05mol，质量为0.05mol×64g/mol=3.2g，同时消耗Fe³⁺的物质的量为0.1mol，所以Fe³⁺浓度变化表示的该反应的速率为：$\frac{\frac{0.1mol}{2L}}{10min}$=0.005 mol/（L•min），
故答案为：铜；氯化铁溶液；3.2g；0.005 mol/（L•min）．

点评 本题考查了原电池原理的分析判断，原电池原理和电极分析判断是解题关键，注意电极反应生成的离子在电解质溶液中的存在分析，题目难度中等．