Question

【題目】Ⅰ.甲烷—空氣燃料電池若以KOH溶液為電解質溶液，負極的電極反應式為______________；若以稀硫酸為電解質溶液，正極的電極反應式為 __________________________。

Ⅱ．現有純鐵片、純銀片、純銅片，稀硫酸、FeSO4溶液、Fe2(SO4)3溶液、大燒杯、導線若干，請運用原電池原理設計實驗，驗證Cu2+、Fe3+的氧化性強弱。

（1）寫出電極反應式，負極：__________________，正極：___________________。

（2）請在下面方框中畫出原電池的裝置圖，標出外電路電子流向（注明電極材料、電解質溶液，連成閉合回路）________。

該裝置反應一段時間后，當溶液的質量增加3.2 g時，通過導線的電子的數目是_________。

Answer 1

【答案】 CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O O2+4e-+4H+=2H2O Cu -2e-= Cu2+ 2Fe3++2e-=2Fe2+ 0．1NA

【解析】試題分析：Ⅰ. 堿性甲烷燃料電池，總反應為 ，甲烷失電子發(fā)生氧化反應，為電池負極；若以稀硫酸為電解質溶液，總反應是，氧氣在電極正極得電子發(fā)生還原反應。

Ⅱ．氧化性Cu2+<Fe3+，要證明Cu2+<Fe3+，根據氧化劑氧化性大于氧化產物，需要發(fā)生 ；

該裝置反應一段時間后，溶液的質量增加3.2 g，說明有3.2g銅參加反應。

解析：Ⅰ. 甲烷—空氣燃料電池若以KOH溶液為電解質溶液，總反應為 ，甲烷失電子發(fā)生氧化反應，為電池負極，負極的電極反應為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；若以稀硫酸為電解質溶液，總反應是；若以稀硫酸為電解質溶液，正極是氧氣得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為 O2+4e-+4H+=2H2O。

Ⅱ．氧化性Cu2+<Fe3+，要證明Cu2+<Fe3+，根據氧化劑氧化性大于氧化產物，需要發(fā)生，選擇純銀片、純銅片， Fe2(SO4)3溶液、大燒杯、導線若干組成原電池。（1）銅是負極電極反應式，Cu -2e-= Cu2+，正極是鐵離子得電子生成亞鐵離子：2Fe3++2e-=2Fe2+。

（2）。

溶液的質量增加3.2 g，說明有3.2g銅參加反應，轉移電子的物質的量xmol

根據

X=0.1mol，轉移電子的數目是0.1NA