Question

19．（1）FeCl₃溶液常用于腐蝕印刷電路銅板，發(fā)生2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂，若將此反應(yīng)設(shè)計成原電池，則負極所用電極材料為Cu，當線路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時，則被腐蝕銅的質(zhì)量為3.2g，正極的電極方程式為2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺．
（2）已知甲醇燃料電池的工作原理如圖所示．
該電池工作時，b口通入的物質(zhì)為CH₃OH，該電池正極的電極反應(yīng)式為：3O₂+12e^-+12H⁺=6H₂O，工作一段時間后，當6.4g甲醇（CH₃OH）完全反應(yīng)生成CO₂時，有1.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．
（3）若將（3）中電池的電解質(zhì)溶液換為KOH溶液，則負極的電極方程式為CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）該電池反應(yīng)中，銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)作負極，正極是三價鐵離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)電極方程式計算；
（2）根據(jù)裝置氫離子向右移動，說明右邊的電極是正極，所以e口是通入的氧氣，故b口通入的是CH₃OH，總反應(yīng)式為2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O，正極電極反應(yīng)為：3O₂+12e^-+12H⁺=6H₂O，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算甲醇的物質(zhì)的量，根據(jù)反應(yīng)2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g），當消耗甲醇2mol時，轉(zhuǎn)移電子為12mol，據(jù)此計算；
（3）若將電池的電解質(zhì)溶液換為KOH溶液，二氧化碳會與氫氧化鉀反應(yīng)生成碳酸鉀和水，據(jù)此寫出電極反應(yīng)式．

解答 解：（1）該電池反應(yīng)中，銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)作負極，負極反應(yīng)式為Cu-2e^-=Cu²⁺，正極是三價鐵離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，當線路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時，反應(yīng)的Cu為0.05mol，其質(zhì)量為0.05mol×64g/mol=3.2g；
故答案為：Cu；3.2；2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；
（2）根據(jù)裝置氫離子向右移動，說明右邊的電極是正極，所以e口是通入的氧氣，故b口通入的是CH₃OH，總反應(yīng)式為2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O，正極電極反應(yīng)為：3O₂+12e^-+12H⁺=6H₂O；甲醇的物質(zhì)的量為$\frac{6.4g}{32g/mol}$=0.2mol，根據(jù)反應(yīng)2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g），當消耗甲醇2mol時，轉(zhuǎn)移電子為12mol，所以當0.2mol甲醇完全反應(yīng)生成CO₂時，轉(zhuǎn)移電子是1.2mol，
故答案為：CH₃OH；3O₂+12e^-+12H⁺=6H₂O；1.2；
（3）若將電池的電解質(zhì)溶液換為KOH溶液，二氧化碳會與氫氧化鉀反應(yīng)生成碳酸鉀和水，電極反應(yīng)為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O．

點評 本題考查了原電池原理的應(yīng)用，涉及電極判斷與電極反應(yīng)式書寫等問題，做題時注意從氧化還原的角度判斷原電池的正負極以及電極方程式的書寫，本題中難點和易錯點為電極方程式的書寫．