Question

11．實(shí)驗(yàn)室有如下材料：銅片、鐵片、石墨棒、CuCl₂溶液、FeCl₃溶液、導(dǎo)線、電流表、鹽橋（裝有瓊脂-KCl的U形管）、燒杯等．甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1的原電池裝置，但乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)甲同學(xué)設(shè)計(jì)的原電池裝置效率不高，電流在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)衰減，為解決以上問(wèn)題，將原電池設(shè)計(jì)成了帶鹽橋的裝置，如圖2所示．
（1）①事實(shí)證明，能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是b（填序號(hào)，下同）．
a．C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H＞0
b．2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H＜0
c．NaOH（aq）+HCl（aq）═NaCl（aq）+H₂O（l）△H＜0
②甲同學(xué)設(shè)計(jì)的原電池，若將石墨棒改為鐵片，則總電極反應(yīng)式是否改變，若是，寫出改變后總的電極反應(yīng)式，若否，請(qǐng)寫出理由：2FeCl₃+Fe=3FeCl₂．
③乙同學(xué)設(shè)計(jì)的原電池電極反應(yīng)與甲的相同，但電池的效率高很多．乙同學(xué)設(shè)計(jì)的原電池兩電極分別為：a是銅片（填“銅片”“鐵片”或“石墨棒”，下同），b是石墨棒．負(fù)極的電極反應(yīng)式為Cu-2e^-=Cu²⁺，正極的電極反應(yīng)式為2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺．
（2）關(guān)于乙同學(xué)設(shè)計(jì)的原電池，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是c．
a．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，左側(cè)燒杯中Cl^-濃度增大
b．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出鹽橋，原電池不能繼續(xù)工作
c．電子通過(guò)鹽橋從右側(cè)燒杯進(jìn)入左側(cè)燒杯中．

Answer 1

分析 （1）①常溫下屬于氧化還原反應(yīng)的放熱反應(yīng)，可設(shè)計(jì)為原電池，存在元素化合價(jià)變化的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)；
②鐵比銅活潑，所以鐵是負(fù)極，銅是正極，電極反應(yīng)式為：2FeCl₃+Fe=3FeCl₂；
③銅與鐵離子發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，所以圖2中a是銅，b是石墨棒，負(fù)極是銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極是鐵離子發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）a．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，左側(cè)燒杯銅放電生成銅離子，所以鹽橋中Cl^-向左移動(dòng)，導(dǎo)致氯離子濃度變大；
b．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出鹽橋，不能構(gòu)成閉合回路；
c．電子不能通電解質(zhì)溶液，而是經(jīng)過(guò)外電路．

解答 解：（1）①a．C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H＞0為氧化還原反應(yīng)，但為吸熱反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)為原電池，故錯(cuò)誤；
b．2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H＜0為氧化還原反應(yīng)，為放熱反應(yīng)，能設(shè)計(jì)為原電池，故正確；
c．NaOH（aq）+HCl（aq）═NaCl（aq）+H₂O（l）△H＜0，不屬于氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)為原電池，故錯(cuò)誤；
故選：b； 
 ②鐵比銅活潑，所以鐵是負(fù)極，銅是正極，電極反應(yīng)式為：2FeCl₃+Fe=3FeCl₂，故答案為：2FeCl₃+Fe=3FeCl₂；
③銅與鐵離子發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，所以圖2中a是銅，b是石墨棒，負(fù)極是銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Cu-2e^-=Cu²⁺，正極是鐵離子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，
故答案為：銅片；石墨棒；Cu-2e^-=Cu²⁺；2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；
（2）a．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，左側(cè)燒杯銅放電生成銅離子，所以鹽橋中Cl^-向左移動(dòng)，導(dǎo)致氯離子濃度變大，故正確；
b．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出鹽橋，不能構(gòu)成閉合回路，所以原電池不能繼續(xù)工作，故正確；
c．電子不能通電解質(zhì)溶液，而是經(jīng)過(guò)外電路，故錯(cuò)誤；
故選：c．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池原理和設(shè)計(jì)，明確正負(fù)極的判斷、電子的流向、鹽橋中陰陽(yáng)離子的移動(dòng)方向即可解答，難度不大．