Question

18．（1）工业上用FeCl₃溶液刻蚀铜的线路板，
反应为Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂依据此氧化还原反应，设计成原电池．现给出铁棒、铜棒、石墨电极，原电池的负极为Cu，正极电极反应方程式Fe³⁺+e-=Fe²⁺，若负极减重6.4克，则电路中转移电子的物质的量为0.2mol．
（2）在一密闭的2L的容器里装有4mol SO₂和2mol O₂，在一定条件下开始反应．2min末测得容器中共有5.6mol 气体，试计算：
（1）2min末SO₃的浓度0.4mol/L．
（2）用SO₂表示该反应的平均反应速率0.2mol/（L．min）．

Answer 1

分析 （1）根据反应“2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂”可知，反应中铜失电子而被氧化，应为原电池负极，正极应为活泼性比铜弱的金属或导电的非金属材料，Fe³⁺在正极得到电子而被还原，电解质溶液为FeCl₃，外电路中电子从负极向正极移动，根据反应的铜的质量求算电子转移的量．
（2）根据c=$\frac{n}{V}$、v=$\frac{△c}{t}$进行计算．

解答 解：（1）由反应“2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂”可知，反应中铜失电子而被氧化，应为原电池负极，正极应为活泼性比铜弱的金属或导电的非金属材料，则石墨电极为正极，Fe³⁺在正极得到电子而被还原，其电极反应为：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，电解质溶液为FeCl₃，外电路中电子从负极向正极移动；若负极减重6.4克，则溶解的Cu的物质的量为$\frac{6.4g}{64g/mol}$=0.1mol，则转移的电子为0.2mol
故答案为：Cu；2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；0.2mol；
（2）根据三步法：
2SO₂+O₂=2SO₃
4mol  2   0
2x    x   2x
4-2x   2-x  2x
4-2x+2-x+2x=5.6，x=0.4mol；
2min末：n（SO₃）=0.8mol，c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.8}{2}$=0.4mol/L，
v=$\frac{△c}{t}$=$\frac{\frac{2-x}{2}}{2}$=$\frac{\frac{2-0.4}{2}}{2}$=0.2mol•L^-1•min¹，
故答案为：0.4mol/L；0.2mol•L^-1•min¹．

点评 本题考查原电池的设计及原电池的工作原理，物质的量浓度和化学反应速率的相关计算，题目难度不大，注意从氧化还原反应的角度由电池反应判断电极反应．