Question

现有纯铁片、纯银片、纯铜片，稀硫酸、FeSO₄ 溶液、Fe₂(SO₄)₃溶液、U形管、导线若干，请运用原电池原理设计实验，验证Cu²⁺、Fe³⁺的氧化性强弱。

（1）写出电极反应式，负极：___________________。正极：__________________。

（2）请在下面方框中画出原电池的装置图，标出外电路电子流向（注明电极材料、电解质溶液，连成闭合回路）。

（3）Cu²⁺、Fe³⁺的氧化性由强到弱的顺序为：___________。

（4）该装置反应一段时间后，当溶液的质量增加3.2 g时，通过导线的电子的物质的量是_________。

Answer

（1）Cu-2e-=Cu2+；2Fe3++2e-=2Fe2+

（2）

（3）Fe3+﹥Cu2+（4）0．1mol

【解析】

试题分析：（1）铁离子能与金属铜反应生成铜离子和亚铁离子，依据原电池原理可知铜是负极，比铜不活泼的金属作正极，含有铁离子的溶液作电解质溶液，装置图可表示为（见答案），则负极反应式为Cu -2e- = Cu2+，正极反应式为2Fe3+ +2e- =2Fe2+；

（2）见（1）中分析。

（3）在氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，则Cu2+、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为Fe3+﹥Cu2+。

（4）根据反应式可知

Cu＋2Fe3＋＝2Fe2＋＋Cu2＋ 溶液质量增加△m 转移电子

64g 64g 2mol

3.2g 0.1mol

即通过导线的电子的物质的量是0.1mol。

【考点定位】本题主要是考查原电池原理的应用

【名师点晴】关于原电池的设计需要注意：理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。①将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极。②确定电极材料，如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；如为气体(如H2)或溶液中的还原性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活泼。③确定电解质溶液，一般选用反应物中的电解质溶液即可。④构成闭合回路。