Question

(1)理论上任何一个自发的氧化还原反应均可以设计成原电池。根据氧化还原反应Fe＋2Fe³⁺=3Fe²⁺设计的原电池如图所示，其中盐桥内装琼脂­饱和KNO₃溶液。

请回答下列问题：

①电解质溶液X是___；电解质溶液Y是___。

②写出两电极的电极反应式：铁电极：_；碳电极：__。

③外电路中的电子是从__电极流向__电极。(填“铁”或“碳”)

④盐桥中向X溶液中迁移的离子是__(填字母)：A．K⁺　 B．NO₃^-

(2)请将下列氧化还原反应3Cu＋8HNO₃(稀) =3Cu(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O设计成原电池，画出(1)中的装置图，并写出相应的电极反应式。

①原电池装置图：_______；

②正极：_________；

③负极：_________。

Answer

FeCl2(或FeSO4) FeCl3[或Fe2(SO4)3] Fe－2e-=Fe2+ 2Fe3+＋2e-=2Fe2+ 铁 碳 B NO3-＋3e-＋4H+=NO↑＋2H2O Cu－2e-=Cu2+

【解析】

(1)根据反应Fe+2Fe3+=3Fe2+分析，在反应中，Fe失电子，被氧化，Fe3+得电子，被还原；原电池中负极失电子发生氧化反应，Fe3+在正极上得电子被还原；外电路中的电子从负极流向正极，盐桥中的阴离子往负极移动，阳离子往正极移动，以此解答；

(2)根据原电池中负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，电解质一般为参与反应的离子所组成的化合物分析解答。

(1)①由反应Fe+2Fe3+=3Fe2+可知，在反应中，Fe被氧化，失电子，应为原电池的负极，Fe3+在正极上得电子被还原，C为正极，负极电解液X中应含有亚铁离子，正极反应为：Fe3++e-=Fe2+，因而Y为含Fe3+的电解质溶液，所以电解质X为：FeCl2(或FeSO4)，电解质Y为：FeCl3[或Fe2(SO4)3]；

②负极：Fe被氧化，失电子，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，Fe3+在正极上得电子被还原，电极反应为：2Fe3++2e-=2Fe2+；

③外电路电子由负极流向正极，所以外电路中电子是从铁电极流向碳电极；

④Fe是负极，因而向X中迁移的是阴离子，即为NO3−，故答案选B；

(2)由氧化还原反应2Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知，Cu发生氧化反应，作负极，其电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，则负极的电解质为Cu(NO3)2，正极应选用碳棒或其他惰性电极，其电极反应式为：2NO3−+6e-+8H+=2NO↑+4H2O，则正极的电解质为稀HNO3，则该装置图为。