Question

【题目】原电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。

I：如图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。

(1)中反应的离子方程式为______________，

(2)中的电极反应：Fe：______________、Sn：______________Sn极附近溶液的pH______________（填增大、减小或不变），

(3)中被腐蚀的金属是______________、比较(1)、(2)、(3)中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是______________

II：依据氧化还原反应：Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋ 设计的原电池如图所示。

(1)电极 X 的材料是_____；电解质溶液 Y 是_____。

(2)Ag 电极上发生的反应为：_________。

(3)针对上述原电池装置，下列说法中不正确的是_____。（双选）

A．原电池工作时的总反应：Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋

B．原电池工作时，X 电极流出电子，发生氧化反应

C．原电池工作时，银电极上发生氧化反应

D．原电池工作时，阴离子向 Ag 极移动

Answer 1

【答案】Fe+2H+=Fe2++H2↑ Fe-2e-===Fe2+ 2H++2e-===H2↑ 增大 Zn(锌) (2)>(1)>(3) Cu FeCl3 或Fe2(SO4)3 Fe3++e-===Fe2+ CD

【解析】

Ⅰ.装置(1)发生金属Fe与稀硫酸的置换反应，装置(2)、(3)均为原电池，(2)中Fe为原电池的负极，Sn为原电池的正极，(3)中Zn为原电池的负极，Fe为原电池的正极，形成原电池可加快化学反应速率，据此分析解答问题；

Ⅱ.由反应Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+可知，Cu失去电子发生氧化反应，Fe3+得到电子发生还原反应，原电池中负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，因此，据此反应设计原电池时，可用Fe3+的盐溶液作电解质，Cu作负极材料，电解反应式为：Cu-2e-===Cu2+，不活泼电极Ag作正极材料，电极上Fe3+得到电子发生还原反应生成Fe2+，电极反应式为Fe3+ +e-= Fe2+，据此分析解答问题。

Ⅰ(1)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，则(1)中反应的离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑，故答案为：Fe+2H+===Fe2+ + H2↑；

(2)原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。铁的金属性强于锡，则(2)中铁是负极，电极反应为Fe-2e- ===Fe2+ ；Sn是正极，溶液中的氢离子放电，则电极反应式为2H+ + 2e-=== H2↑，所以Sn极附近溶液的pH增大，故答案为：Fe- 2e- ===Fe2+；2H+ + 2e- === H2↑；增大；

(3)锌的金属性强于铁，锌是负极，失去电子，则(3)中被腐蚀的金属是Zn，其电极反应式为Zn-2e-===Zn2+。根据以上分析可知(1)、(2)、(3)中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是(2)＞(1)＞(3)，故答案为：(2)＞(1)＞(3)；

Ⅱ(1)根据上述分析可知，X为负极，电极材料为Cu，电解质溶液为Fe3+的盐溶液，可以是FeCl3或Fe2(SO4)3溶液，故答案为：Cu；FeCl3或Fe2(SO4)3；

(2)Ag为原电池的正极，电极上Fe3+得到电子发生还原反应生成Fe2+，电极反应式为Fe3+ +e-= Fe2+，故答案为：Fe3+ +e-= Fe2+；

(3)A．由上述分析可知，原电池的总反应为Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+，A选项正确；

B．原电池工作时，X极为原电池的负极，失去电子，发生氧化反应，B选项正确；

C．原电池工作时，Ag为原电池的正极，电极上Fe3+得到电子发生发生还原反应，C选项错误；

D．原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，该装置X(Cu)极为负极，故阴离子向X(Cu)极移动，D选项错误；

故答案为：CD。