Question

（1）寫出一個能證明還原性Fe比Cu強的離子方程式：

Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu

；
（2）根據上述反應設計一個原電池，畫出簡易裝置圖（標出電極名稱、電極材料、電解質溶液 ）

；
（3）若該電池中兩電極的總質量為60g，工作一段時間后，取出兩電極洗凈干燥后稱量，總質量為62g，則反應過程中轉移電子的數目為

3.01×10²³或0.5N_A

．

Answer 1

分析：（1）鐵比銅的還原性強，可與Cu²⁺發(fā)生置換反應，以此證明；
（2）在Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu反應中，Fe被氧化，應為原電池的負極，電解反應為：Fe-2e-=Fe²⁺，Cu²⁺得電子被還原生成單質
Cu，電極反應為Cu²⁺+2e-=Cu，應為原電池正極反應，正極材料為活潑性比Fe的金屬或非金屬材料，電解質溶液為含Cu²⁺離子的溶液，如CuCl₂，
（3）根據電極反應式計算．

解答：（1）鐵比銅的還原性強，可與Cu²⁺發(fā)生置換反應，反應的離子方程式為Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，故答案為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；
（2）在Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu反應中，Fe被氧化，應為原電池的負極，Cu²⁺得電子被還原生成單質Cu，正極材料為活潑性比Fe的金屬如Cu或非金屬材料，電解質溶液為含Cu²⁺離子的溶液，如CuCl₂，故答案為：

（3）設用xmolFe反應，根據電池總反應式計算，
Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu△m
1mol              8g
xmol              62g-60g=2g
x=0.25，
根據電極反應式可知Fe-2e-=Fe²⁺，轉移的電子的物質的量為0.5mol，
反應過程中轉移電子的數目為3.01×10²³或0.5N_A，故答案為：3.01×10²³或0.5N_A．

點評：本題考查原電池的設計和有關計算，題目難度不大，注意原電池的組成和工作原理，根據電極反應式計算．