Question

铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl₃可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出FeCl₃溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式                      。
（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。指出电解质溶液是__________，正极电极反应式为__________________。
（3）写出甲醇（CH₃OH）—空气碱性燃料电池（KOH作为电解质溶液）的负极反应式：_______________________________。

Answer 1

（1）2Fe^3＋＋Cu＝2Fe^2＋＋Cu^2＋；（2分）
（2）  （2分）  ；    
FeCl₃（1分）；              2Fe³⁺+2e^—=2Fe²⁺。（2分）
（3） CH₃OH－6e^－＋8OH^－＝CO₃^2－＋6H₂O  （3分）

试题分析：（1）Fe³⁺有强氧化性，能把金属铜氧化成铜离子，自身被还原成 Fe²⁺，反应方程式为2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，故答案为：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）设计成原电池时，负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，该电池反应中三价铁离子得电子发生还原反应，所以正极上的电极反应式为Fe³⁺+e^-=Fe²⁺（或2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺），铜失电子发生氧化反应，所以负极上的电极反应式为Cu=2Cu²⁺+2e^-（或Cu-2e^-=Cu²⁺）；
电池反应中发生氧化反应的金属作负极，所以铜作负极，不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极，可选石墨作正极，发生还原反应的电解质溶液作原电池的电解质溶液，所以该原电池图为，故答案为：；Cu-2e^-=Cu²⁺；
Fe³⁺+e^-=Fe²⁺（或2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺）。
（3）甲醇是负极，失去电子，电极式为CH₃OH－6e^－＋8OH^－＝CO₃^2－＋6H₂O。
点评：本题考查了原电池的工作原理及原电池的设计，难度较大，原电池的设计是学习的重点和难度。