Question

12．欲将反应2Fe³⁺+Cu═Cu²⁺+2Fe²⁺设计成原电池，该电池负极材料为Cu，电解质溶液为FeCl₃溶液，10min内该电池向外提供0.2mol电子，负极材料的质量变化为6.4g，假设该电解质溶液为1L，则以Fe³⁺浓度变化表示的该反应的速率为0.02mol/（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：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，如FeCl₃溶液；
负极反应式为Cu-2e^-=Cu²⁺，负极上铜失电子生成铜离子进入溶液，所以铜质量在不断减少，根据转移电子与Cu的关系式得消耗Cu的质量=$\frac{0.2mol}{2}×64g/mol$=6.4g；
正极反应式为Fe³⁺+e^-=═Fe²⁺，根据转移电子与铁离子的关系得消耗反应速率=$\frac{\frac{\frac{0.2mol}{1}}{1L}}{10min}$=0.02mol/（L．min），
故答案为：Cu；FeCl₃溶液；6.4g；0.02mol/（L．min）．

点评 本题考查原电池设计、化学反应速率有关计算，侧重考查学生设计及计算能力，会根据得失电子确定原电池正负极、电解质溶液，失电子的金属作负极、得电子的可溶性电解质溶液为该原电池电解质溶液，题目难度不大．