Question

【题目】Ⅰ.甲烷—空气燃料电池若以KOH溶液为电解质溶液，负极的电极反应式为______________；若以稀硫酸为电解质溶液，正极的电极反应式为 __________________________。

Ⅱ．现有纯铁片、纯银片、纯铜片，稀硫酸、FeSO4溶液、Fe2(SO4)3溶液、大烧杯、导线若干，请运用原电池原理设计实验，验证Cu2+、Fe3+的氧化性强弱。

（1）写出电极反应式，负极：__________________，正极：___________________。

（2）请在下面方框中画出原电池的装置图，标出外电路电子流向（注明电极材料、电解质溶液，连成闭合回路）________。

该装置反应一段时间后，当溶液的质量增加3.2 g时，通过导线的电子的数目是_________。

Answer 1

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

【解析】试题分析：Ⅰ. 碱性甲烷燃料电池，总反应为 ，甲烷失电子发生氧化反应，为电池负极；若以稀硫酸为电解质溶液，总反应是，氧气在电极正极得电子发生还原反应。

Ⅱ．氧化性Cu2+<Fe3+，要证明Cu2+<Fe3+，根据氧化剂氧化性大于氧化产物，需要发生 ；

该装置反应一段时间后，溶液的质量增加3.2 g，说明有3.2g铜参加反应。

解析：Ⅰ. 甲烷—空气燃料电池若以KOH溶液为电解质溶液，总反应为 ，甲烷失电子发生氧化反应，为电池负极，负极的电极反应为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；若以稀硫酸为电解质溶液，总反应是；若以稀硫酸为电解质溶液，正极是氧气得电子发生还原反应，电极反应式为 O2+4e-+4H+=2H2O。

Ⅱ．氧化性Cu2+<Fe3+，要证明Cu2+<Fe3+，根据氧化剂氧化性大于氧化产物，需要发生，选择纯银片、纯铜片， Fe2(SO4)3溶液、大烧杯、导线若干组成原电池。（1）铜是负极电极反应式，Cu -2e-= Cu2+，正极是铁离子得电子生成亚铁离子：2Fe3++2e-=2Fe2+。

（2）。

溶液的质量增加3.2 g，说明有3.2g铜参加反应，转移电子的物质的量xmol

根据

X=0.1mol，转移电子的数目是0.1NA