Question

（1）寫出一個能證明還原性Fe比Cu強(qiáng)的離子方程式：______；
（2）根據(jù)上述反應(yīng)設(shè)計(jì)一個原電池，畫出簡易裝置圖（標(biāo)出電極名稱、電極材料、電解質(zhì)溶液 ）______；
（3）若該電池中兩電極的總質(zhì)量為60g，工作一段時間后，取出兩電極洗凈干燥后稱量，總質(zhì)量為62g，則反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）鐵比銅的還原性強(qiáng)，可與Cu²⁺發(fā)生置換反應(yīng)，以此證明；
（2）在Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu反應(yīng)中，F(xiàn)e被氧化，應(yīng)為原電池的負(fù)極，電解反應(yīng)為：Fe-2e-=Fe²⁺，Cu²⁺得電子被還原生成單質(zhì)
Cu，電極反應(yīng)為Cu²⁺+2e-=Cu，應(yīng)為原電池正極反應(yīng)，正極材料為活潑性比Fe的金屬或非金屬材料，電解質(zhì)溶液為含Cu²⁺離子的溶液，如CuCl₂，
（3）根據(jù)電極反應(yīng)式計(jì)算．
解答：（1）鐵比銅的還原性強(qiáng)，可與Cu²⁺發(fā)生置換反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，故答案為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；
（2）在Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu反應(yīng)中，F(xiàn)e被氧化，應(yīng)為原電池的負(fù)極，Cu²⁺得電子被還原生成單質(zhì)Cu，正極材料為活潑性比Fe的金屬如Cu或非金屬材料，電解質(zhì)溶液為含Cu²⁺離子的溶液，如CuCl₂，故答案為：

（3）設(shè)用xmolFe反應(yīng)，根據(jù)電池總反應(yīng)式計(jì)算，
Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu△m
1mol              8g
xmol              62g-60g=2g
x=0.25，
根據(jù)電極反應(yīng)式可知Fe-2e-=Fe²⁺，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.5mol，
反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為3.01×10²³或0.5N_A，故答案為：3.01×10²³或0.5N_A．
點(diǎn)評：本題考查原電池的設(shè)計(jì)和有關(guān)計(jì)算，題目難度不大，注意原電池的組成和工作原理，根據(jù)電極反應(yīng)式計(jì)算．