Question

3．现有如下两个反应：
A、NaOH+HCl═NaCl+H₂O　　　　　B、2FeCl₃+Fe═3FeCl₂
（1）根据两反应本质，判断能否设计成原电池的是哪个反应：B；（填A或B）
（2）如果不能设计成原电池，说明其原因（A）的反应非氧化还原反应，没有电子转移；
（3）如果可以设计成原电池，则写出正、负极电极反应式，负极电极反应式Fe-2e^-=Fe²⁺，正极电极反应式2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺．
（3）利用（3）中反应：设计一个化学电池（给出若干导线，电极材料和电解液自选）：
①标出电子流动方向；②注明负极电极材料；③写出电解质溶液．
（5）若该电池外电路中有6.02×10²³个电子转移时，则电解质溶液质量增加了28g．

Answer 1

分析 （1）原电池反应必须是自发进行的放热的氧化还原反应，根据是否有电子转移判断是否能设计成原电池；
（2）原电池反应必须是自发进行的放热的氧化还原反应；
（3）原电池反应中，化合价升高的金属单质作负极，不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极，得电子化合价降低的电解质溶液作该原电池电解质溶液；
（4）活泼的金属作负极，碳棒作正极，电解质溶液为氯化铁溶液，电子从负极流向正极，要形成闭合回路；
（5）由电极反应式可知Fe-2e^-=Fe²⁺，若导线上转移电子2mol，则电解质溶液增重为56g．

解答 解：（1）原电池反应必须是自发进行的放热的氧化还原反应，（A）中各元素化合价不变，所以不是氧化还原反应，属于复分解反应，不能设计成原电池；（B）中反应前后Fe元素化合价由+3价变为+2价、Cu元素化合价由0价变为+2价，所以有电子转移，能设计成原电池，
故答案为：B；
（2）根据（1）知，（A）的反应非氧化还原反应，没有电子转移，所以（A）不能设计成原电池，故答案为：（A）的反应非氧化还原反应，没有电子转移；
（3）负极是活泼的金属，可以用活泼的铁作为负极材料，负极发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e^-=Fe²⁺；正极是不活泼的碳棒，发生还原反应，电极反应式为：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺，2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；
（4）活泼的金属作负极，碳棒作正极，电解质溶液为氯化铁溶液，电子从负极流向正极，要形成闭合回路，图为：，故答案为：；
（5）由电极反应式可知Fe-2e^-=Fe²⁺，若导线上转移电子2mol，则电解质溶液增重为56g，所以外电路中有6.02×10²³个电子转移时，即转移1mol的电子，所以电解质溶液增重28g，故答案为：28．

点评 本题考查了原电池的设计和工作原理的探究，为侧重于基础知识的考查，题目难度不大．