Question

9．请根据氧化还原反应Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑设计成原电池：
①负极材料为：Fe发生的电极反应是：Fe-2e^-═Fe²⁺，
电流流出（填“流出”或“流入”）
②正极发生的电极反应是：2H⁺+2e^-═H₂↑
该反应为还原反应（填“氧化反应”或“还原反应”）
③若电路中转移6.02×10²²个e^-，则产生标况下H₂的体积为1.12L．

Answer 1

分析 ①②由方程式可知，Fe元素化合价由0价变为+2价，则负极应为Fe，发生氧化反应生成Fe²⁺，正极为活泼性比铁弱的金属或非金属，发生还原反应，H⁺被还原生成H₂，则电解质溶液为稀盐酸或稀硫酸；
③根据氢气和转移电子之间的关系式计算氢气体积．

解答 解：①由方程式可知，Fe元素化合价由0价变为+2价，则负极应为Fe，发生氧化反应生成Fe²⁺，电极反应式为Fe-2e^-═Fe²⁺，电子从负极沿导线流向正极，所以负极上电子流出，
故答案为：Fe；Fe-2e^-═Fe²⁺；流出；
②正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H⁺+2e^-═H₂↑，故答案为：2H⁺+2e^-═H₂↑；还原反应；
③根据2H⁺+2e^-═H₂↑知，生成22.4L氢气需要转移2×6.02×10²³个e^-，电子，则转移6.02×10²²个e^-生成氢气体积=$\frac{6.02×1{0}^{22}}{2×6.02×1{0}^{23}}$=1.12L，
故答案为：1.12L．

点评 本题考查原电池设计，明确原电池原理是解本题关键，知道从化合价变化确定正负极、电解质溶液，题目难度不大．