Question

19．（1）FeCl₃溶液常用于腐蝕印刷電路銅板，發(fā)生2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂，若將此反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，則負(fù)極所用電極材料為Cu，當(dāng)線路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí)，則被腐蝕銅的質(zhì)量為3.2g，正極的電極方程式為2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺．
（2）已知甲醇燃料電池的工作原理如圖所示．
該電池工作時(shí)，b口通入的物質(zhì)為CH₃OH，該電池正極的電極反應(yīng)式為：3O₂+12e^-+12H⁺=6H₂O，工作一段時(shí)間后，當(dāng)6.4g甲醇（CH₃OH）完全反應(yīng)生成CO₂時(shí)，有1.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．
（3）若將（3）中電池的電解質(zhì)溶液換為KOH溶液，則負(fù)極的電極方程式為CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）該電池反應(yīng)中，銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)作負(fù)極，正極是三價(jià)鐵離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)電極方程式計(jì)算；
（2）根據(jù)裝置氫離子向右移動(dòng)，說明右邊的電極是正極，所以e口是通入的氧氣，故b口通入的是CH₃OH，總反應(yīng)式為2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O，正極電極反應(yīng)為：3O₂+12e^-+12H⁺=6H₂O，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算甲醇的物質(zhì)的量，根據(jù)反應(yīng)2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g），當(dāng)消耗甲醇2mol時(shí)，轉(zhuǎn)移電子為12mol，據(jù)此計(jì)算；
（3）若將電池的電解質(zhì)溶液換為KOH溶液，二氧化碳會(huì)與氫氧化鉀反應(yīng)生成碳酸鉀和水，據(jù)此寫出電極反應(yīng)式．

解答 解：（1）該電池反應(yīng)中，銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2e^-=Cu²⁺，正極是三價(jià)鐵離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，當(dāng)線路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí)，反應(yīng)的Cu為0.05mol，其質(zhì)量為0.05mol×64g/mol=3.2g；
故答案為：Cu；3.2；2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；
（2）根據(jù)裝置氫離子向右移動(dòng)，說明右邊的電極是正極，所以e口是通入的氧氣，故b口通入的是CH₃OH，總反應(yīng)式為2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O，正極電極反應(yīng)為：3O₂+12e^-+12H⁺=6H₂O；甲醇的物質(zhì)的量為$\frac{6.4g}{32g/mol}$=0.2mol，根據(jù)反應(yīng)2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g），當(dāng)消耗甲醇2mol時(shí)，轉(zhuǎn)移電子為12mol，所以當(dāng)0.2mol甲醇完全反應(yīng)生成CO₂時(shí)，轉(zhuǎn)移電子是1.2mol，
故答案為：CH₃OH；3O₂+12e^-+12H⁺=6H₂O；1.2；
（3）若將電池的電解質(zhì)溶液換為KOH溶液，二氧化碳會(huì)與氫氧化鉀反應(yīng)生成碳酸鉀和水，電極反應(yīng)為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O．

點(diǎn)評 本題考查了原電池原理的應(yīng)用，涉及電極判斷與電極反應(yīng)式書寫等問題，做題時(shí)注意從氧化還原的角度判斷原電池的正負(fù)極以及電極方程式的書寫，本題中難點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)為電極方程式的書寫．