Question

（1）写出一个能证明还原性Fe比Cu强的离子方程式：______；
（2）根据上述反应设计一个原电池，画出简易装置图（标出电极名称、电极材料、电解质溶液 ）______；
（3）若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出两电极洗净干燥后称量，总质量为62g，则反应过程中转移电子的数目为______．

Answer 1

【答案】分析：（1）铁比铜的还原性强，可与Cu²⁺发生置换反应，以此证明；
（2）在Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu反应中，Fe被氧化，应为原电池的负极，电解反应为：Fe-2e-=Fe²⁺，Cu²⁺得电子被还原生成单质
Cu，电极反应为Cu²⁺+2e-=Cu，应为原电池正极反应，正极材料为活泼性比Fe的金属或非金属材料，电解质溶液为含Cu²⁺离子的溶液，如CuCl₂，
（3）根据电极反应式计算．
解答：（1）铁比铜的还原性强，可与Cu²⁺发生置换反应，反应的离子方程式为Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，故答案为：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；
（2）在Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu反应中，Fe被氧化，应为原电池的负极，Cu²⁺得电子被还原生成单质Cu，正极材料为活泼性比Fe的金属如Cu或非金属材料，电解质溶液为含Cu²⁺离子的溶液，如CuCl₂，故答案为：

（3）设用xmolFe反应，根据电池总反应式计算，
Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu△m
1mol              8g
xmol              62g-60g=2g
x=0.25，
根据电极反应式可知Fe-2e-=Fe²⁺，转移的电子的物质的量为0.5mol，
反应过程中转移电子的数目为3.01×10²³或0.5N_A，故答案为：3.01×10²³或0.5N_A．
点评：本题考查原电池的设计和有关计算，题目难度不大，注意原电池的组成和工作原理，根据电极反应式计算．