Question

某化学兴趣小组利用反应：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺设计的原电池实验装置如图。请回答下列问题：

(1)b极发生___(填“氧化”或“还原”)反应，其电极材料为___，b电极反应式为：____。

(2)a极为____(填“正极”或“负极”)，其电极材料可能为___，a极的电极反应式为____。

(3)该电池放电过程中，若测得电解质溶液的质量与时间的关系如图所示，则反应从开始至t₁时，电路中转移电子的物质的量为_______mol。

Answer

氧化 铜 Cu - 2e- = Cu2+ 正极 银 Fe3++e-=Fe2+ 0.4

【解析】

根据氧化还原反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计原电池，电池工作时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电流从电池正极流出，电子从电池负极流出，该反应中Cu发生氧化反应，所以Cu作负极，正极材料应该是活动性比Cu更弱，可以用银或石墨作正极，可溶性的铁盐溶液为电解质溶液，，据此分析解答。

(1)由图可知，电子从b极流出，b为原电池的负极，由分析可知，负极材料为铜，失去电子发生氧化反应，电极反应式为：Cu - 2e- = Cu2+，答案为：氧化；铜；Cu - 2e- = Cu2+；

(2)由图知电子从b极流出，经导线流入a极，故a极为原电池的正极，负极材料为铜，正极材料应该是活动性比Cu更弱，金属活动性Cu后面的银或石墨都可作正极，试剂X为可溶性的铁盐溶液，溶液里的阳离子Fe3+在正极得到电子发生还原反应，电极反应式为：Fe3++e-=Fe2+，答案为：正极；银；Fe3++e-=Fe2+；

(3)由图像可知反应从开始至t1时，电解质溶液质量增加了12.8g，即有12.8gCu发生反应变成离子进入溶液，设转移的电子的物质的量为x，根据Cu电极的电极反应式计算：

列比例式为 ，解得x=0.4mol。