Question

【題目】(1)為了驗證 Fe2+與 Cu2+氧化性強弱，下列裝置能達到實驗目的的是_______（填裝置序號）， 其正極的電極反應式為_______；若構建該原電池時兩個電極的質量相等，當導線中通過 0.4 mol 電子時，兩個電極的質量差為_______g。

(2)將 CH4 設計成燃料電池，其利用率更高，裝置如圖所示（A、B 為多孔碳棒）。

實驗測得 OH- 定向移向 A 電極，則_______（填 A 或 B）處電極入口通 CH4，其電極反應式為_______。

(3)金屬冶煉和處理常涉及氧化還原反應。由下列物質冶煉相應金屬時采用電解法的是_______（填選 項字母）。

a．Fe2O3 b．NaCl c．Cu2S d．Al2O3

Answer 1

【答案】② Cu2++2e-=Cu 24 A CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O b d

【解析】

(1)驗證 Fe2+與 Cu2+氧化性強弱，發生反應Fe+Cu2+==Fe2++Cu， 由此反應確定所用裝置及正極的電極反應。當導線中通過 0.4 mol 電子時，負極Fe失電子生成Fe2+，質量減輕，正極Cu2+得電子生成Cu，質量增加，兩個電極的質量差為兩電極質量變化之和。

(2)OH-帶負電性，應向負極移動，由此確定A 電極為負極，CH4在堿性溶液中失電子生成CO32-等。

(3)金屬冶煉和處理時，由于鉀、鈣、鈉、鎂、鋁活潑，難以用還原劑還原，所以常使用電解法。

(1)A裝置中Cu作負極，發生反應Cu+4HNO3(濃)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，沒有涉及Fe，不能驗證 Fe2+與 Cu2+氧化性強弱；要發生反應Fe+Cu2+==Fe2++Cu， 應使用裝置②，正極的電極反應為Cu2++2e-=Cu。在電池②中，有如下關系式：Fe—2e—Cu，則參加反應的Fe與生成的Cu都為0.2mol，兩個電極的質量差為0.2mol ×64g/mol+0.2mol ×56g/mol=24g。答案為：②；Cu2++2e-=Cu；24；

(2)在原電池中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，因為OH-向A電極移動，所以A 電極為負極，CH4在KOH溶液中失電子生成CO32-、H2O，電極反應式為CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。答案為：A；CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；

(3) a．用Fe2O3冶煉Fe，需使用還原劑(常為CO)，用還原法煉鐵，a不合題意；

b．用NaCl冶煉Na，一般的還原劑不能滿足要求，應使用電解法，b符合題意；

c．用Cu2S冶煉Cu，需使用氧化劑(純氧)，用氧化法將Cu2S氧化為Cu，c不合題意；

d．用Al2O3冶煉Al，一般氧化劑不能滿足要求，需使用電解法，d符合題意；

故選bd。答案為：bd。