Question

19．理論上講，任何自發(fā)的氧化還原反應都可以設計成原電池．
（1）請利用反應“Cu+2Ag⁺═2Ag+Cu²⁺”在右圖方框中設計一個化學電池，指明電池的正負極材料及電解質溶液，并標出電子流動的方向．
（2）該電池的負極反應式為Cu-2e^-=Cu²⁺；
（3）若導線上轉移電子2.5mol，則正極生成銀27克．
（4）若原電池的總反應為Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺，則此電池的正極反應式為Fe³⁺+e^-=Fe²⁺．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)原電池的電池反應確定正負極及電解質溶液，電子從負極流向正極；
（2）根據(jù)正負極上發(fā)生反應的反應類型寫出電極反應式；
（3）根據(jù)轉移電子與銀的關系式計算生成銀的質量；
（4）電池的正極上發(fā)生得電子的還原反應，據(jù)此書寫．

解答 解：（1）根據(jù)反應方程式知，選銅、銀作電極材料，硝酸銀溶液作電解質溶液，電子從負極流向正極，電子流向如圖箭頭所示，該裝置圖為：；
（2）根據(jù)電極材料的活潑性判斷正負極，較活潑的銅作負極，失去電子變成離子進入溶液，該電池的負極反應式為，故答案為：Cu-2e^-=Cu²⁺；
（3）若導線上轉移電子2.5mol，設：正極生成銀質量是x，
Cu+2AgNO₃ =Cu（NO₃）₂ +2Ag      轉移電子
                                  （2×108）g        2mol
                                               x          2.5mol
$\frac{2×108}{x}=\frac{2}{2.5}$，解得x=27g，故答案為：27；
（4）若原電池的總反應為Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺，此電池的正極上發(fā)生得電子的還原反應，即反應式為Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，故答案為：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺．

點評 原電池的構成條件：
1、有兩種活潑性不同的金屬（或其中一種為非金屬導體）作電極；
2、電極均需插入電解質溶液中；
3、兩極相互連接（或接觸）；
4、能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應．