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第四章　化学反应与电能
第一节　原电池
第1课时　原电池的工作原理
目
录
知识点二　原电池原理的应用
课时作业
知识点一　原电池的工作原理
即时演练
知识点三　原电池电极反应的书写
1.宏观辨识与微观探析:能分析、解释原电池的工作原理。2.证据推理与模型认知:能运用原电池原理设计简单的原电池。
核心素养发展目标
一
知识点一　原电池的工作原理
1.原电池
(1)定义:把____能转化为__能的装置。
(2)构成条件
活泼性不同
电解质
闭合
化学
电
2.实验探究原电池工作原理(以锌铜原电池为例)
实验 装置
指针________ 电流表的指针________;取出盐桥,电流表的指针____零点
__片逐渐溶解,__片上有红色物质析出 左边烧杯中的锌片________,右边烧杯中的铜片上__________析出;取出盐桥,铜片上______________析出,锌片________
发生偏转
发生偏转
回到
锌
铜
逐渐溶解
有红色物质
不再有红色物质
不再溶解
实验 装置
离子 移向 电解质溶液中阳离子移向__极,阴离子移向__极 盐桥(装有含KCl饱和溶液的琼脂)中的____移向ZnSO4溶液, __移向CuSO4溶液
电极 反应 正极(铜片):______________(还原反应); 负极(锌片):______________(氧化反应); 电池总反应:___________________
正
负
Cl-
K+
Cu2++2e- Cu
Zn-2e- Zn2+
Cu2++Zn Cu+Zn2+
根据以上实验探究回答下列问题:
(1)盐桥在原电池装置中的作用是_________________________________。
(2)对比图Ⅰ与图Ⅱ两装置,能更有效地将化学能转化为电能的是____,其原因是____________________________________________________________ ________________。
形成闭合回路,平衡电荷,产生稳定电流
图Ⅱ
图Ⅰ装置中负极直接与CuSO4溶液接触,导致部分化学能转化为热能,产生的电流强度小
正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)在原电池中,发生氧化反应的一极一定是负极。(　 　)
(2)原电池的正极一定是化学性质不活泼的金属。(　 　)
(3)盐桥可以把负极区的阳离子转移到正极区,把正极区的阴离子转移到负极区。(　 　)
(4)原电池中电流的方向是负极→导线→正极。(　 　)
(5)锌铜原电池中,电子由锌电极经导线流向铜电极,再经电解质溶液流回锌电极。(　 　)
基础诊断
√
×
×
×
×
原电池工作原理简图
归纳提升
1.下列装置不能形成原电池的是 (　 　)
B
解析:装置中有活泼性不同的Zn和Cu电极,电解质溶液为H2SO4溶液,Zn能与H+发生自发氧化还原反应(Zn+2H+ Zn2++H2↑),电极插入溶液且直接接触形成闭合回路,能形成原电池,A不符合题意;装置中两个电极均为C(同种惰性电极),活泼性相同,无法形成电势差,不能发生电子转移,不满足原电池对不同电极的要求,不能形成原电池,B符合题意;装置为双液原电池,Zn(负极)和Cu(正极)分别插入ZnSO4和CuSO4溶液,盐桥平衡电荷,外电路有电流表,形成闭合回路,Zn与Cu2+发生自发氧化还原反应(Zn+Cu2+ Zn2++Cu),能形成原电池,C不符合题意;装置中有活泼性不同的Fe(活泼金属)和C(惰性电极),电解质溶液为H2SO4溶液,Fe能与H+发生自发氧化还原反应(Fe+2H+ Fe2++H2↑),外电路有电流表,形成闭合回路,能形成原电池,D不符合题意。
2.某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是(　 　)
A.Fe作正极,发生氧化反应
B.工作一段时间后,NaCl溶液中c(Cl-)增大
C.负极反应:2H++2e- H2↑
D.工作一段时间后,两烧杯中溶液pH均不变
B
解析:由题图可知,铁电极为原电池的负极,电极反应式为Fe-2e- Fe2+,石墨电极是正极,电极反应式为2H++2e- H2↑,A、C错误;原电池工作时,盐桥中的K+向正极移动,Cl-向负极移动,则NaCl溶液中Cl-浓度增大,B正确;铁电极为原电池的负极,铁失去电子发生氧化反应生成Fe2+,Fe2+在溶液中水解使左侧烧杯中溶液呈酸性,溶液pH减小,石墨电极是正极,H+在正极得到电子发生还原反应生成氢气,使右侧烧杯中溶液pH增大,D错误。
快速判断原电池正、负极的方法
(1)一般方法
方法规律
(2)特殊情况
电极的正、负除与金属的活动性有关,还与电解质溶液有关。活泼金属一般作负极,但不是活泼金属一定作负极,如Mg-Al-H2SO4溶液构成的原电池中,Mg为负极,而在Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中,Al为负极,因为Al可与NaOH溶液反应,而Mg不与NaOH溶液反应。
二
知识点二　原电池原理的应用
1.加快氧化还原反应的速率
原理 原电池中,氧化反应和还原反应分别在两极进行,使溶液中离子运动时相互的干扰减小,使反应速率增大
实例 实验室制H2时,粗锌与稀硫酸反应速率比纯锌快,或向溶液中滴入几滴CuSO4溶液,也能____反应速率
加快
2.比较金属的活动性强弱
原理 一般原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应;不活泼金属作正极,发生还原反应
实例 两种金属a和b,用导线连接后插入稀硫酸中,观察到a极溶解,b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a作__极,b作__极,由原电池原理可知,金属活动性:a__b
负
正
>
3.设计原电池
(1)电极材料的选择。负极一般是活泼的金属材料;正极一般选用活泼性比负极差的金属材料或石墨等惰性电极。
(2)电解质溶液的选择。电解质溶液一般要能够与负极发生反应。若是两个“半反应”分别在两个烧杯中进行,则左、右两个烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子。
(3)设计示例:以2FeCl3+Cu 2FeCl2+CuCl2为例。
1.100 mL 2 mol·L-1的盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成氢气的量,可采用的方法是 (　 　)
A.加入数滴CuCl2溶液
B.加入适量的6 mol·L-1的盐酸
C.加入适量蒸馏水
D.加入适量的NaCl溶液
A
解析:加入数滴CuCl2溶液,被还原的铜与锌、盐酸构成原电池,加快反应速率,又不影响氢气的产量;加入适量的6 mol·L-1的盐酸,增加了H+的量,产生更多的氢气;加入适量蒸馏水,减慢反应速率;加入适量的NaCl溶液,减慢反应速率。故选A。
2.有a、b、c、d四个金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:
实验 装置
部分实 验现象 a极质量减少;b极质量增加 b极有气体产生;c极无变化
由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　 　)
A.a>b>c>d B.b>c>d>a
C.d>a>b>c D.a>b>d>c
C
实验 装置
部分实 验现象 d极溶解;c极有气体产生 电流从a极流向d极
解析:把四个实验按顺序分别编号为①②③④,则由实验①可知,a作原电池负极,b作原电池正极,金属活动性:a>b;由实验②可知,b极有气体产生,c极无变化,则活动性:b>c;由实验③可知,d极溶解,c极有气体产生,则d作原电池负极,c作正极,活动性:d>c;由实验④可知,电流从a极流向d极,则d极为原电池负极,a极为原电池正极,活动性:d>a。综上所述,可知活动性:d>a>b>c。
3.依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s) Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。下列说法正确的是 (　 　)
A.电解质溶液Y是CuSO4溶液
B.X电极发生的电极反应为Cu2++2e- Cu
C.盐桥中的K+移向CuSO4溶液
D.若两电极初始质量相等,当电路中转移0.2 mol电子时,两电极质量差28 g
D
解析:在氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s) Cu2+(aq)+2Ag(s)中,Cu失去电子被氧化,作负极,Ag+得到电子被还原为Ag,在正极上参加反应,因此正极的电解质溶液选择AgNO3溶液,即X为Cu,Y为AgNO3溶液。由分析知,A错误;由分析知,X电极是负极(Cu电极),发生氧化反应,电极反应为Cu-2e- Cu2+,B错误;盐桥中阳离子(K+)移向正极(Ag电极)所在溶液,而非CuSO4溶液,C错误;转移0.2 mol电子时,负极Cu溶解0.1 mol(质量减少6.4 g),正极析出0.2 mol Ag(质量增加21.6 g),两电极质量差为6.4 g+21.6 g=28 g,D正确。
三
知识点三　原电池电极反应的书写
1.一般电极反应式的书写方法
定电极, 标得失 按照负极发生氧化反应,正极发生还原反应,判断出电极反应产物,找出得失电子的数量
看环境, 配守恒 电极产物在电解质溶液中应能稳定存在,如碱性介质中生成的H+应让其结合OH-生成水。电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平
两式加, 验总式 两电极反应式相加,与总反应方程式对照验证
2.已知总反应式,书写电极反应式
(1)分析化合价,确定正、负极的反应物与反应产物。
(2)在电极反应式的左边写出得失电子数,使得失电子守恒。
(3)根据元素守恒配平电极反应式。
(4)复杂电极反应式=总反应式-简单的电极反应式。
1.某原电池的组成如图所示:
(1)Mg(A)-Al(B)-盐酸(C)
负极:______________;
正极:________________;
总反应:________________________。
(2)Mg(A)-Al(B)-NaOH溶液(C)
负极:Al-3e-+4OH- [Al(OH)4]-;
正极:______________________;
总反应:2Al+2OH-+6H2O 2[Al(OH)4]-+3H2↑。
Mg-2e- Mg2+
2H++2e- H2↑
Mg+2H+ Mg2++H2↑
2H2O+2e- H2↑+2OH-
(3)铁(A)-铜(B)-FeCl3溶液(C)
负极:______________;
正极:________________;
总反应:__________________。
(4)铁(A)-铜(B)-稀硝酸(C)
负极:______________;
正极:N+4H++3e- NO↑+2H2O;
总反应:Fe+N+4H+ Fe3++NO↑+2H2O。
Fe-2e- Fe2+
Fe3++e- Fe2+
Fe+2Fe3+ 3Fe2+
Fe-3e- Fe3+
2.某兴趣小组为了提高电池的效率设计了如图所示的原电池。
请回答下列问题。
(1)若X是AlCl3溶液,Y是稀硫酸,写出电极名称及电极反应:
Al(____)____________________;
Cu(____)____________________。
解析:若X是AlCl3溶液,Y是稀硫酸,实际上是由Al、稀硫酸、Cu组成的原电池,Al比Cu活泼,所以Al作负极,Al失电子被氧化为Al3+,Cu作正极,溶液中的H+得电子被还原为H2。
负极
Al-3e- Al3+
正极
2H++2e- H2↑
(2)若X是浓硝酸,Y是NaCl溶液,写出电极名称及电极反应:
Al(____)__________________________;
Cu(____)____________________。
解析:若X是浓硝酸,Y是NaCl溶液,实际上是由Al、浓硝酸、Cu组成的原电池,常温下Al遇浓硝酸钝化,故Al作正极,Cu作负极,Cu失电子被氧化为Cu2+。
正极
N+2H++e- NO2↑+H2O
负极
Cu-2e- Cu2+
四
即时演练
C
1.下列说法正确的是 (　 　)
A.构成原电池正极和负极的材料必须是金属
B.在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原
C.实验室欲快速制取氢气,可利用粗锌与稀硫酸反应
D.原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能
解析:构成原电池的电极材料能导电就可以,不一定是金属,A错误;电子流出的一极是负极,该电极被氧化,B错误;粗锌中含有碳等元素,可以与稀硫酸形成原电池,加快反应速率,C正确;原电池反应过程中会有部分化学能转化为热能,D错误。
C
2.某小学科学实践课上,孩子们制作了“盐水小汽车”(图1)和“太阳能小汽车”(图2),其中“盐水小汽车”因结构简单、制作方便,深受孩子们喜爱,它的结构和原理如图3所示。下列说法错误的是(　 　)
A.使用前,应将Mg片用砂纸打磨干净
B.图3食盐水中的Na+向Cu片移动
C.两种小汽车所涉及的能量转换形式完全相同
D.正极的电极反应式为2H2O+O2+4e- 4OH-
解析:Mg表面有氧化膜,使用前,应将Mg片用砂纸打磨干净,故A正确;图3,铜片作正极,阳离子移向正极,故溶液中的Na+向Cu片一极移动,Cl-向Mg片一极移动,故B正确;盐水电动车是化学能转化为电能,而太阳能小汽车是太阳能转化为电能,故C错误;铜片作正极,氧气发生得电子的还原反应,正极反应式为2H2O+O2+4e- 4OH-,故D正确。
A
3.有M、N、P、E四种金属,已知:①M+N2+ N+M2+;②M、P用导线连接后放入NaHSO4溶液中,M表面有大量气泡产生;③N、E用导线连接后放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E2++2e- E、N-2e- N2+。四种金属的还原性由强到弱的顺序是 (　 　)
A.P、M、N、E B.E、N、M、P
C.P、N、M、E D.E、P、M、N
解析:由①知,还原性:M>N;由②知,M为原电池的正极,故还原性:P>M;由③知,N为原电池的负极,故还原性:N>E。综上所述,还原性:P>M>N>
E。
4.(1)请设计原电池,证明还原性:Cd(镉)>Co(钴)>Ag(银),氧化性:Ag+>Co2+>Cd2+。在下面的方框内画出原电池的装置图(带盐桥),标出原电池的电极材料和电解质溶液。
(2)运用原电池原理设计实验,验证I2、Fe3+氧化性的强弱,请在下面的方框内画出实验装置图(带盐桥)并写出电极反应。
答案:电极反应:
负极:2I--2e- I2
正极:Fe3++e- Fe2+
五
课时作业24
D
1.(3分)某化学兴趣小组自制盐水小彩灯(装置如图),在小彩灯所连的纸片电池上滴几滴溶液,就能使小彩灯亮起来。下列纸片电池的组合中能使小彩灯亮起来的是 (　 　)
选项 电极a 电极b 溶液X
A Fe Fe 乙醇溶液
B C C NaCl溶液
C Fe Zn 蔗糖溶液
D C Fe CuSO4溶液
解析:在小彩灯所连的纸片电池上滴几滴溶液,就能使小彩灯亮起来,说明形成了原电池。电极都是Fe,乙醇也不是电解质,不能形成原电池,A项错误;电极都是C,不能形成原电池,B项错误;蔗糖溶液不是电解质溶液,不能形成原电池,C项错误;C和Fe是两个活动性不同的电极,CuSO4溶液是电解质溶液,且能发生自发进行的氧化还原反应,能构成原电池,让小彩灯亮起来,D项正确。
D
2.(3分)用A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验,下列叙述正确的是 (　 　)
实验 装置 甲 乙 丙
实验 现象 a不断溶解 c的表面有红色固体析出 a上有气泡产生
A.装置甲中的b金属是原电池的负极
B.装置乙中,外电路中电流的流向为b→c
C.装置丙中溶液里的S移向a
D.四种金属的活动性由强到弱的顺序是d>a>b>c
解析:装置甲中a不断溶解,说明a发生氧化反应,为原电池负极,b为正极,A错误;装置乙中,c的表面有红色固体(Cu)析出,说明c为正极,则b为负极,外电路电流方向为正极→负极,即c→b,B错误;装置丙中a上有气泡产生,说明a为正极,d为负极,溶液中阴离子(S)移向d(负极),C错误;由A、B、C项解析可得四种金属的活动性由强到弱的顺序为d>a>b>c,D正确。
3.(3分)如图,a、b分别是原电池的两极,连通电路后发现x处的电势低于y处的电势,下列组合中符合题意的是 (　 　)
B
选项 a极板材料 b极板材料 a极名称 z溶液
A Cu Zn 负极 H2SO4溶液
B Zn Fe 负极 FeSO4溶液
C Cu Ag 正极 CuSO4溶液
D Zn 石墨 正极 NaOH溶液
解析:a、b分别是原电池的两极,连通电路后发现x处的电势低于y处的电势,则b是原电池正极、a是原电池负极。铜、锌、硫酸构成的原电池中,铜为原电池正极、锌为负极,故A错误;锌、铁、FeSO4溶液构成的原电池中,锌为负极、铁为正极,故B正确;铜、银、CuSO4溶液不能构成原电池,故C错误;锌、石墨、NaOH溶液构成的原电池中,锌为负极,故D错误。
D
4.(3分)如图为两种不同的锌铜原电池,下列相关说法不正确的是(　 　)
A.图a与图b的反应原理均为Zn+Cu2+ Cu+Zn2+
B.图a中电流流向为Cu→导线→Zn→CuSO4溶液→Cu
C.图b所示原电池能量利用率比图a所示原电池要高
D.若将图b中CuSO4溶液换成稀硫酸,当电路中转移1 mol电子时,产生22.4 L氢气
解析:两种原电池均为锌铜原电池,总反应均为锌与Cu2+发生置换反应生成铜和Zn2+,反应原理均为Zn+Cu2+ Cu+Zn2+,A正确;图a为单液原电池,Zn为负极(失电子),Cu为正极(Cu2+得电子),外电路电流方向为正极(Cu)→导线→负极(Zn),内电路通过离子定向移动形成电流,整体电流流向可描述为“Cu→导线→Zn→CuSO4溶液→Cu”,B正确;图a为单液原电池,Zn与CuSO4溶液直接接触易发生自放电(Zn直接与Cu2+反应),能量利用率低,图b为双液原电池,通过盐桥隔离Zn与Cu2+,减少自放电,能量利用率更高,C正确;图b中CuSO4溶液换为稀硫酸后,正极反应为2H++2e-
H2↑,转移1 mol电子时生成0.5 mol H2,且未说明气体所处环境状况,无法确定H2体积,D错误。
5.(3分)常温下,甲、乙两位同学利用原电池检测金属的活动性顺序,两人均用镁片与铝片作电极,甲同学将电极放入6 mol·L-1的H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6 mol·L-1的NaOH溶液中,装置如图所示。下列说法错误的是 (　 　)
A.甲池中镁片为正极
B.乙池中Na+移向镁片
C.乙池中总反应的离子方程式:2Al+2OH-+6H2O 2[Al(OH)4]-+3H2↑
D.利用原电池反应判断金属活动性顺序时,应注意选择合适的电解质溶液
A
解析:甲池中电解质溶液为H2SO4溶液,镁的金属活动性比铝强,能与硫酸优先反应失去电子,故镁片为负极,铝片为正极,A错误;乙池中电解质溶液为NaOH溶液,铝能与NaOH溶液反应,铝片作为负极,镁片作为正极,原电池中阳离子移向正极,Na+为阳离子,故移向正极镁片,B正确;乙池中总反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O 2[Al(OH)4]-+3H2↑,C正确;甲池酸性溶液中,镁片作为负极,乙池碱性溶液中,铝片作为负极,说明利用原电池反应判断金属活动性顺序时,应注意选择合适的电解质溶液,D正确。
C
6.(3分)银项链因表面产生Ag2S而变得暗沉无光,可利用原电池原理使其恢复原貌:将银项链和药片包装铝箔接触后浸泡在食盐溶液中,银项链会迅速变得光亮如新。若继续浸泡一段时间后可观察到溶液中出现白色胶状沉淀,同时产生具有臭鸡蛋气味的气体。下列叙述错误的是(　 　)
A.溶液中Na+向银项链移动
B.在银项链表面上的反应式为Ag2S+2e- 2Ag+S2-
C.铝箔表面的反应式为Al-3e-+3OH- Al(OH)3
D.继续浸泡时,溶液中反应的离子方程式为2Al3++3S2-+6H2O
2Al(OH)3↓+3H2S↑
解析:将银项链和药片包装铝箔接触后浸泡在食盐溶液中,形成原电池,铝箔为负极,反应式为Al-3e- Al3+,正极为Ag2S,反应式为Ag2S+2e-
2Ag+S2-,Na+向正极移动,即向银项链移动,A、B正确,C错误;继续浸泡时,溶液中含有Al3+和S2-,发生彻底水解,故反应的离子方程式为2Al3++3S2-+6H2O 2Al(OH)3↓+3H2S↑,D正确。
7.(3分)常温下,将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓硝酸中组成原电池(如图甲),测得原电池的电流(I)随时间(t)的变化如图乙所示,已知O~t1 s时,原电池的负极是Al片,反应过程中有红棕色气体产生。下列说法不正确的是 (　 　)
A.O~t1 s时,正极的电极反应为2H++N-e-
NO2↑+H2O
B.O~t1 s时,溶液中的H+向Cu电极移动
C.t1 s后,负极的电极反应为Cu-2e- Cu2+
D.t1 s时,原电池中电子流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化,生成的薄膜阻碍了Al的进一步反应
A
解析:原电池的正极发生还原反应,电极反应为2H++N+e- NO2↑ +H2O,A错误;在O~t1 s时,铝作负极,在电场作用下,阳离子向电池正极移动,即溶液中的H+向Cu电极移动,B正确;由题图乙得t1 s时刻电流方向改变,说明电池的负极发生变化,所以t1 s后,负极的电极反应为Cu-2e-
Cu2+,C正确;t1 s时,原电池中电子流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化,生成的薄膜阻碍了Al的进一步反应,D正确。
B
8.(3分)某小组同学用如图所示装置研究电化学原理。下列关于该原电池的说法不正确的是(　 　)
A.原电池的总反应为Fe+Cu2+ Fe2++Cu
B.若盐桥中是KNO3溶液,则N移向乙烧杯
C.其他条件不变,若将CuCl2溶液换为稀硫酸,石墨电极的电极反应式为2H++2e- H2↑
D.反应前,电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差12 g,导线中通过0.2 mol电子
解析:负极电极反应为Fe-2e- Fe2+,正极电极反应为Cu2++2e- Cu,则原电池的总反应为Fe+Cu2+ Fe2++Cu,故A正确;若盐桥中是KNO3溶液,则N移向负极,即移向甲烧杯,故B错误;其他条件不变,若将CuCl2溶液换为稀硫酸,溶液中的H+在正极上得电子,则石墨电极的电极反应为2H++2e- H2↑,故C正确;电池总反应为Fe+Cu2+ Fe2++Cu,一段时间后,两电极质量相差12 g,则
Fe+Cu2+ Fe2++Cu　两电极质量差Δm　转移电子
56 g 64 g 120 g 2 mol
12 g n
解得n=0.2 mol,故D正确。
9.(16分)某化学兴趣小组用如图装置探究反应2Fe3++2I- 2Fe2++I2的进行程度。
已知:①a、b均为石墨电极;②实验中使用的电流计有电流通过时,指针偏向正极;③空气不影响该实验;④Fe2+遇K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀。
(1)闭合开关,电流计指针偏向右边,此时电极a为__极,电极b的电极反应式为__________________。
解析:闭合开关,电流计指针偏向右边,由已知信息②可知,电极a为负极,电极b为正极,正极电极反应式为Fe3++e- Fe2+。
负
Fe3++e- Fe2+
(2)一段时间后,电流计指针回到原点。断开开关,取1 mL a极附近溶液于试管中,加入淀粉溶液,观察到混合溶液颜色变为__色;取1 mL b极附近溶液于试管中,滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液,可以观察到______________。
解析:电极a为负极,电极反应式为2I--2e- I2,碘单质遇淀粉变蓝;电极b为正极,电极反应式为Fe3++e- Fe2+,Fe2+遇K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀。
蓝
有蓝色沉淀产生
(3)往U形管右侧溶液中加入0.5 g FeSO4粉末,充分溶解后,重新闭合开关,观察到指针偏向左边。闭合开关后,a极的电极反应式为______________;检验b极附近溶液中是否含有Fe3+,可以选用的试剂是________(填化学式)溶液。
解析:反应2Fe3++2I- 2Fe2++I2为可逆反应,加入0.5 g FeSO4粉末后平衡逆向移动,故a极的电极反应式为I2+2e- 2I-;检验Fe3+可以选用KSCN溶液。
I2+2e- 2I-
KSCN
(4)结合以上实验现象可知,Fe2(SO4)3溶液和KI溶液反应的化学方程式为____________________________________;实验装置盐桥中的电解质溶液不选用饱和KNO3溶液的原因可能是______________________________ ______________________________________。
Fe2(SO4)3+2KI 2FeSO4+K2SO4+I2
Fe2(SO4)3溶液呈酸性,在酸性条件下,N具有强氧化性,会干扰实验
Thank you
本课结束第四章　化学反应与电能
第一节　原电池
第1课时　原电池的工作原理
1.宏观辨识与微观探析:能分析、解释原电池的工作原理。2.证据推理与模型认知:能运用原电池原理设计简单的原电池。
知识点一　原电池的工作原理
1.原电池
(1)定义:把化学能转化为电能的装置。
(2)构成条件
2.实验探究原电池工作原理(以锌铜原电池为例)
实验 装置
指针发生偏转 电流表的指针发生偏转;取出盐桥,电流表的指针回到零点
锌片逐渐溶解,铜片上有红色物质析出 左边烧杯中的锌片逐渐溶解,右边烧杯中的铜片上有红色物质析出;取出盐桥,铜片上不再有红色物质析出,锌片不再溶解
离子 移向 电解质溶液中阳离子移向正极,阴离子移向负极 盐桥(装有含KCl饱和溶液的琼脂)中的Cl-移向ZnSO4溶液,K+移向CuSO4溶液
电极 反应 正极(铜片):Cu2++2e-Cu(还原反应); 负极(锌片):Zn-2e-Zn2+(氧化反应); 电池总反应:Cu2++ZnCu+Zn2+
根据以上实验探究回答下列问题:
(1)盐桥在原电池装置中的作用是形成闭合回路,平衡电荷,产生稳定电流。
(2)对比图Ⅰ与图Ⅱ两装置,能更有效地将化学能转化为电能的是图Ⅱ,其原因是图Ⅰ装置中负极直接与CuSO4溶液接触,导致部分化学能转化为热能,产生的电流强度小。
正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)在原电池中,发生氧化反应的一极一定是负极。(　√　)
(2)原电池的正极一定是化学性质不活泼的金属。(　×　)
(3)盐桥可以把负极区的阳离子转移到正极区,把正极区的阴离子转移到负极区。(　×　)
(4)原电池中电流的方向是负极→导线→正极。(　×　)
(5)锌铜原电池中,电子由锌电极经导线流向铜电极,再经电解质溶液流回锌电极。(　×　)
原电池工作原理简图
1.下列装置不能形成原电池的是 (　B　)
解析:装置中有活泼性不同的Zn和Cu电极,电解质溶液为H2SO4溶液,Zn能与H+发生自发氧化还原反应(Zn+2H+Zn2++H2↑),电极插入溶液且直接接触形成闭合回路,能形成原电池,A不符合题意;装置中两个电极均为C(同种惰性电极),活泼性相同,无法形成电势差,不能发生电子转移,不满足原电池对不同电极的要求,不能形成原电池,B符合题意;装置为双液原电池,Zn(负极)和Cu(正极)分别插入ZnSO4和CuSO4溶液,盐桥平衡电荷,外电路有电流表,形成闭合回路,Zn与Cu2+发生自发氧化还原反应(Zn+Cu2+Zn2++Cu),能形成原电池,C不符合题意;装置中有活泼性不同的Fe(活泼金属)和C(惰性电极),电解质溶液为H2SO4溶液,Fe能与H+发生自发氧化还原反应(Fe+2H+Fe2++H2↑),外电路有电流表,形成闭合回路,能形成原电池,D不符合题意。
2.某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是(　B　)
A.Fe作正极,发生氧化反应
B.工作一段时间后,NaCl溶液中c(Cl-)增大
C.负极反应:2H++2e-H2↑
D.工作一段时间后,两烧杯中溶液pH均不变
解析:由题图可知,铁电极为原电池的负极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,石墨电极是正极,电极反应式为2H++2e-H2↑,A、C错误;原电池工作时,盐桥中的K+向正极移动,Cl-向负极移动,则NaCl溶液中Cl-浓度增大,B正确;铁电极为原电池的负极,铁失去电子发生氧化反应生成Fe2+,Fe2+在溶液中水解使左侧烧杯中溶液呈酸性,溶液pH减小,石墨电极是正极,H+在正极得到电子发生还原反应生成氢气,使右侧烧杯中溶液pH增大,D错误。
快速判断原电池正、负极的方法
(1)一般方法
(2)特殊情况
电极的正、负除与金属的活动性有关,还与电解质溶液有关。活泼金属一般作负极,但不是活泼金属一定作负极,如Mg-Al-H2SO4溶液构成的原电池中,Mg为负极,而在Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中,Al为负极,因为Al可与NaOH溶液反应,而Mg不与NaOH溶液反应。
知识点二　原电池原理的应用
1.加快氧化还原反应的速率
原理 原电池中,氧化反应和还原反应分别在两极进行,使溶液中离子运动时相互的干扰减小,使反应速率增大
实例 实验室制H2时,粗锌与稀硫酸反应速率比纯锌快,或向溶液中滴入几滴CuSO4溶液,也能加快反应速率
2.比较金属的活动性强弱
原理 一般原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应;不活泼金属作正极,发生还原反应
实例 两种金属a和b,用导线连接后插入稀硫酸中,观察到a极溶解,b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a作负极,b作正极,由原电池原理可知,金属活动性:a>b
3.设计原电池
(1)电极材料的选择。负极一般是活泼的金属材料;正极一般选用活泼性比负极差的金属材料或石墨等惰性电极。
(2)电解质溶液的选择。电解质溶液一般要能够与负极发生反应。若是两个“半反应”分别在两个烧杯中进行,则左、右两个烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子。
(3)设计示例:以2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2为例。
1.100 mL 2 mol·L-1的盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成氢气的量,可采用的方法是 (　A　)
A.加入数滴CuCl2溶液
B.加入适量的6 mol·L-1的盐酸
C.加入适量蒸馏水
D.加入适量的NaCl溶液
解析:加入数滴CuCl2溶液,被还原的铜与锌、盐酸构成原电池,加快反应速率,又不影响氢气的产量;加入适量的6 mol·L-1的盐酸,增加了H+的量,产生更多的氢气;加入适量蒸馏水,减慢反应速率;加入适量的NaCl溶液,减慢反应速率。故选A。
2.有a、b、c、d四个金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:
实验 装置
部分实 验现象 a极质量减少;b极质量增加 b极有气体产生;c极无变化
实验 装置
部分实 验现象 d极溶解;c极有气体产生 电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　C　)
A.a>b>c>d B.b>c>d>a
C.d>a>b>c D.a>b>d>c
解析:把四个实验按顺序分别编号为①②③④,则由实验①可知,a作原电池负极,b作原电池正极,金属活动性:a>b;由实验②可知,b极有气体产生,c极无变化,则活动性:b>c;由实验③可知,d极溶解,c极有气体产生,则d作原电池负极,c作正极,活动性:d>c;由实验④可知,电流从a极流向d极,则d极为原电池负极,a极为原电池正极,活动性:d>a。综上所述,可知活动性:d>a>b>c。
3.依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。下列说法正确的是 (　D　)
A.电解质溶液Y是CuSO4溶液
B.X电极发生的电极反应为Cu2++2e-Cu
C.盐桥中的K+移向CuSO4溶液
D.若两电极初始质量相等,当电路中转移0.2 mol电子时,两电极质量差28 g
解析:在氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s) Cu2+(aq)+2Ag(s)中,Cu失去电子被氧化,作负极,Ag+得到电子被还原为Ag,在正极上参加反应,因此正极的电解质溶液选择AgNO3溶液,即X为Cu,Y为AgNO3溶液。由分析知,A错误;由分析知,X电极是负极(Cu电极),发生氧化反应,电极反应为Cu-2e-Cu2+,B错误;盐桥中阳离子(K+)移向正极(Ag电极)所在溶液,而非CuSO4溶液,C错误;转移0.2 mol电子时,负极Cu溶解0.1 mol(质量减少6.4 g),正极析出0.2 mol Ag(质量增加21.6 g),两电极质量差为6.4 g+21.6 g=28 g,D正确。
知识点三　原电池电极反应的书写
1.一般电极反应式的书写方法
定电极, 标得失 按照负极发生氧化反应,正极发生还原反应,判断出电极反应产物,找出得失电子的数量
看环境, 配守恒 电极产物在电解质溶液中应能稳定存在,如碱性介质中生成的H+应让其结合OH-生成水。电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平
两式加, 验总式 两电极反应式相加,与总反应方程式对照验证
2.已知总反应式,书写电极反应式
(1)分析化合价,确定正、负极的反应物与反应产物。
(2)在电极反应式的左边写出得失电子数,使得失电子守恒。
(3)根据元素守恒配平电极反应式。
(4)复杂电极反应式=总反应式-简单的电极反应式。
1.某原电池的组成如图所示:
(1)Mg(A)-Al(B)-盐酸(C)
负极:Mg-2e-Mg2+;
正极:2H++2e-H2↑;
总反应:Mg+2H+Mg2++H2↑。
(2)Mg(A)-Al(B)-NaOH溶液(C)
负极:Al-3e-+4OH-[Al(OH)4]-;
正极:2H2O+2e-H2↑+2OH-;
总反应:2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑。
(3)铁(A)-铜(B)-FeCl3溶液(C)
负极:Fe-2e-Fe2+;
正极:Fe3++e-Fe2+;
总反应:Fe+2Fe3+3Fe2+。
(4)铁(A)-铜(B)-稀硝酸(C)
负极:Fe-3e-Fe3+;
正极:N+4H++3e-NO↑+2H2O;
总反应:Fe+N+4H+Fe3++NO↑+2H2O。
2.某兴趣小组为了提高电池的效率设计了如图所示的原电池。
请回答下列问题。
(1)若X是AlCl3溶液,Y是稀硫酸,写出电极名称及电极反应:
Al(负极)Al-3e-Al3+;
Cu(正极)2H++2e-H2↑。
(2)若X是浓硝酸,Y是NaCl溶液,写出电极名称及电极反应:
Al(正极)N+2H++e-NO2↑+H2O;
Cu(负极)Cu-2e-Cu2+。
解析:(1)若X是AlCl3溶液,Y是稀硫酸,实际上是由Al、稀硫酸、Cu组成的原电池,Al比Cu活泼,所以Al作负极,Al失电子被氧化为Al3+,Cu作正极,溶液中的H+得电子被还原为H2。(2)若X是浓硝酸,Y是NaCl溶液,实际上是由Al、浓硝酸、Cu组成的原电池,常温下Al遇浓硝酸钝化,故Al作正极,Cu作负极,Cu失电子被氧化为Cu2+。
1.下列说法正确的是 (　C　)
A.构成原电池正极和负极的材料必须是金属
B.在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原
C.实验室欲快速制取氢气,可利用粗锌与稀硫酸反应
D.原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能
解析:构成原电池的电极材料能导电就可以,不一定是金属,A错误;电子流出的一极是负极,该电极被氧化,B错误;粗锌中含有碳等元素,可以与稀硫酸形成原电池,加快反应速率,C正确;原电池反应过程中会有部分化学能转化为热能,D错误。
2.某小学科学实践课上,孩子们制作了“盐水小汽车”(图1)和“太阳能小汽车”(图2),其中“盐水小汽车”因结构简单、制作方便,深受孩子们喜爱,它的结构和原理如图3所示。下列说法错误的是(　C　)
A.使用前,应将Mg片用砂纸打磨干净
B.图3食盐水中的Na+向Cu片移动
C.两种小汽车所涉及的能量转换形式完全相同
D.正极的电极反应式为2H2O+O2+4e-4OH-
解析:Mg表面有氧化膜,使用前,应将Mg片用砂纸打磨干净,故A正确;图3,铜片作正极,阳离子移向正极,故溶液中的Na+向Cu片一极移动,Cl-向Mg片一极移动,故B正确;盐水电动车是化学能转化为电能,而太阳能小汽车是太阳能转化为电能,故C错误;铜片作正极,氧气发生得电子的还原反应,正极反应式为2H2O+O2+4e-4OH-,故D正确。
3.有M、N、P、E四种金属,已知:①M+N2+N+M2+;②M、P用导线连接后放入NaHSO4溶液中,M表面有大量气泡产生;③N、E用导线连接后放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E2++2e-E、N-2e-N2+。四种金属的还原性由强到弱的顺序是 (　A　)
A.P、M、N、E B.E、N、M、P
C.P、N、M、E D.E、P、M、N
解析:由①知,还原性:M>N;由②知,M为原电池的正极,故还原性:P>M;由③知,N为原电池的负极,故还原性:N>E。综上所述,还原性:P>M>N>E。
4.(1)请设计原电池,证明还原性:Cd(镉)>Co(钴)>Ag(银),氧化性:Ag+>Co2+>Cd2+。在下面的方框内画出原电池的装置图(带盐桥),标出原电池的电极材料和电解质溶液。
(2)运用原电池原理设计实验,验证I2、Fe3+氧化性的强弱,请在下面的方框内画出实验装置图(带盐桥)并写出电极反应。
答案:电极反应:
负极:2I--2e-I2
正极:Fe3++e-Fe2+
(总分:40分)
1.(3分)某化学兴趣小组自制盐水小彩灯(装置如图),在小彩灯所连的纸片电池上滴几滴溶液,就能使小彩灯亮起来。下列纸片电池的组合中能使小彩灯亮起来的是 (　D　)
选项 电极a 电极b 溶液X
A Fe Fe 乙醇溶液
B C C NaCl溶液
C Fe Zn 蔗糖溶液
D C Fe CuSO4溶液
解析:在小彩灯所连的纸片电池上滴几滴溶液,就能使小彩灯亮起来,说明形成了原电池。电极都是Fe,乙醇也不是电解质,不能形成原电池,A项错误;电极都是C,不能形成原电池,B项错误;蔗糖溶液不是电解质溶液,不能形成原电池,C项错误;C和Fe是两个活动性不同的电极,CuSO4溶液是电解质溶液,且能发生自发进行的氧化还原反应,能构成原电池,让小彩灯亮起来,D项正确。
2.(3分)用A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验,下列叙述正确的是 (　D　)
实验 装置 甲 乙 丙
实验 现象 a不断溶解 c的表面有红色固体析出 a上有气泡产生
A.装置甲中的b金属是原电池的负极
B.装置乙中,外电路中电流的流向为b→c
C.装置丙中溶液里的S移向a
D.四种金属的活动性由强到弱的顺序是d>a>b>c
解析:装置甲中a不断溶解,说明a发生氧化反应,为原电池负极,b为正极,A错误;装置乙中,c的表面有红色固体(Cu)析出,说明c为正极,则b为负极,外电路电流方向为正极→负极,即c→b,B错误;装置丙中a上有气泡产生,说明a为正极,d为负极,溶液中阴离子(S)移向d(负极),C错误;由A、B、C项解析可得四种金属的活动性由强到弱的顺序为d>a>b>c,D正确。
3.(3分)如图,a、b分别是原电池的两极,连通电路后发现x处的电势低于y处的电势,下列组合中符合题意的是 (　B　)
选项 a极板材料 b极板材料 a极名称 z溶液
A Cu Zn 负极 H2SO4溶液
B Zn Fe 负极 FeSO4溶液
C Cu Ag 正极 CuSO4溶液
D Zn 石墨 正极 NaOH溶液
解析:a、b分别是原电池的两极,连通电路后发现x处的电势低于y处的电势,则b是原电池正极、a是原电池负极。铜、锌、硫酸构成的原电池中,铜为原电池正极、锌为负极,故A错误;锌、铁、FeSO4溶液构成的原电池中,锌为负极、铁为正极,故B正确;铜、银、CuSO4溶液不能构成原电池,故C错误;锌、石墨、NaOH溶液构成的原电池中,锌为负极,故D错误。
4.(3分)如图为两种不同的锌铜原电池,下列相关说法不正确的是(　D　)
A.图a与图b的反应原理均为Zn+Cu2+Cu+Zn2+
B.图a中电流流向为Cu→导线→Zn→CuSO4溶液→Cu
C.图b所示原电池能量利用率比图a所示原电池要高
D.若将图b中CuSO4溶液换成稀硫酸,当电路中转移1 mol电子时,产生22.4 L氢气
解析:两种原电池均为锌铜原电池,总反应均为锌与Cu2+发生置换反应生成铜和Zn2+,反应原理均为Zn+Cu2+Cu+Zn2+,A正确;图a为单液原电池,Zn为负极(失电子),Cu为正极(Cu2+得电子),外电路电流方向为正极(Cu)→导线→负极(Zn),内电路通过离子定向移动形成电流,整体电流流向可描述为“Cu→导线→Zn→CuSO4溶液→Cu”,B正确;图a为单液原电池,Zn与CuSO4溶液直接接触易发生自放电(Zn直接与Cu2+反应),能量利用率低,图b为双液原电池,通过盐桥隔离Zn与Cu2+,减少自放电,能量利用率更高,C正确;图b中CuSO4溶液换为稀硫酸后,正极反应为2H++2e-H2↑,转移1 mol电子时生成0.5 mol H2,且未说明气体所处环境状况,无法确定H2体积,D错误。
5.(3分)常温下,甲、乙两位同学利用原电池检测金属的活动性顺序,两人均用镁片与铝片作电极,甲同学将电极放入6 mol·L-1的H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6 mol·L-1的NaOH溶液中,装置如图所示。下列说法错误的是 (　A　)
A.甲池中镁片为正极
B.乙池中Na+移向镁片
C.乙池中总反应的离子方程式:2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑
D.利用原电池反应判断金属活动性顺序时,应注意选择合适的电解质溶液
解析:甲池中电解质溶液为H2SO4溶液,镁的金属活动性比铝强,能与硫酸优先反应失去电子,故镁片为负极,铝片为正极,A错误;乙池中电解质溶液为NaOH溶液,铝能与NaOH溶液反应,铝片作为负极,镁片作为正极,原电池中阳离子移向正极,Na+为阳离子,故移向正极镁片,B正确;乙池中总反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑,C正确;甲池酸性溶液中,镁片作为负极,乙池碱性溶液中,铝片作为负极,说明利用原电池反应判断金属活动性顺序时,应注意选择合适的电解质溶液,D正确。
6.(3分)银项链因表面产生Ag2S而变得暗沉无光,可利用原电池原理使其恢复原貌:将银项链和药片包装铝箔接触后浸泡在食盐溶液中,银项链会迅速变得光亮如新。若继续浸泡一段时间后可观察到溶液中出现白色胶状沉淀,同时产生具有臭鸡蛋气味的气体。下列叙述错误的是(　C　)
A.溶液中Na+向银项链移动
B.在银项链表面上的反应式为Ag2S+2e-2Ag+S2-
C.铝箔表面的反应式为Al-3e-+3OH-Al(OH)3
D.继续浸泡时,溶液中反应的离子方程式为2Al3++3S2-+6H2O2Al(OH)3↓+3H2S↑
解析:将银项链和药片包装铝箔接触后浸泡在食盐溶液中,形成原电池,铝箔为负极,反应式为Al-3e-Al3+,正极为Ag2S,反应式为Ag2S+2e-2Ag+S2-,Na+向正极移动,即向银项链移动,A、B正确,C错误;继续浸泡时,溶液中含有Al3+和S2-,发生彻底水解,故反应的离子方程式为2Al3++3S2-+6H2O2Al(OH)3↓+3H2S↑,D正确。
7.(3分)常温下,将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓硝酸中组成原电池(如图甲),测得原电池的电流(I)随时间(t)的变化如图乙所示,已知O~t1 s时,原电池的负极是Al片,反应过程中有红棕色气体产生。下列说法不正确的是 (　A　)
A.O~t1 s时,正极的电极反应为2H++N-e-NO2↑+H2O
B.O~t1 s时,溶液中的H+向Cu电极移动
C.t1 s后,负极的电极反应为Cu-2e-Cu2+
D.t1 s时,原电池中电子流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化,生成的薄膜阻碍了Al的进一步反应
解析:原电池的正极发生还原反应,电极反应为2H++N+e-NO2↑+H2O,A错误;在O~t1 s时,铝作负极,在电场作用下,阳离子向电池正极移动,即溶液中的H+向Cu电极移动,B正确;由题图乙得t1 s时刻电流方向改变,说明电池的负极发生变化,所以t1 s后,负极的电极反应为Cu-2e-Cu2+,C正确;t1 s时,原电池中电子流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化,生成的薄膜阻碍了Al的进一步反应,D正确。
8.(3分)某小组同学用如图所示装置研究电化学原理。下列关于该原电池的说法不正确的是 (　B　)
A.原电池的总反应为Fe+Cu2+Fe2++Cu
B.若盐桥中是KNO3溶液,则N移向乙烧杯
C.其他条件不变,若将CuCl2溶液换为稀硫酸,石墨电极的电极反应式为2H++2e-H2↑
D.反应前,电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差12 g,导线中通过0.2 mol电子
解析:负极电极反应为Fe-2e-Fe2+,正极电极反应为Cu2++2e-Cu,则原电池的总反应为Fe+Cu2+Fe2++Cu,故A正确;若盐桥中是KNO3溶液,则N移向负极,即移向甲烧杯,故B错误;其他条件不变,若将CuCl2溶液换为稀硫酸,溶液中的H+在正极上得电子,则石墨电极的电极反应为2H++2e-H2↑,故C正确;电池总反应为Fe+Cu2+Fe2++Cu,一段时间后,两电极质量相差12 g,则
Fe+Cu2+Fe2++Cu　两电极质量差Δm　转移电子
56 g 64 g 120 g 2 mol
12 g n
解得n=0.2 mol,故D正确。
9.(16分)某化学兴趣小组用如图装置探究反应2Fe3++2I-2Fe2++I2的进行程度。
已知:①a、b均为石墨电极;②实验中使用的电流计有电流通过时,指针偏向正极;③空气不影响该实验;④Fe2+遇K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀。
(1)闭合开关,电流计指针偏向右边,此时电极a为负极,电极b的电极反应式为Fe3++e-Fe2+。
(2)一段时间后,电流计指针回到原点。断开开关,取1 mL a极附近溶液于试管中,加入淀粉溶液,观察到混合溶液颜色变为蓝色;取1 mL b极附近溶液于试管中,滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液,可以观察到有蓝色沉淀产生。
(3)往U形管右侧溶液中加入0.5 g FeSO4粉末,充分溶解后,重新闭合开关,观察到指针偏向左边。闭合开关后,a极的电极反应式为I2+2e-2I-;检验b极附近溶液中是否含有Fe3+,可以选用的试剂是KSCN(填化学式)溶液。
(4)结合以上实验现象可知,Fe2(SO4)3溶液和KI溶液反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+2KI2FeSO4+K2SO4+I2;实验装置盐桥中的电解质溶液不选用饱和KNO3溶液的原因可能是Fe2(SO4)3溶液呈酸性,在酸性条件下,N具有强氧化性,会干扰实验。
解析:(1)闭合开关,电流计指针偏向右边,由已知信息②可知,电极a为负极,电极b为正极,正极电极反应式为Fe3++e-Fe2+。(2)电极a为负极,电极反应式为2I--2e-I2,碘单质遇淀粉变蓝;电极b为正极,电极反应式为Fe3++e-Fe2+,Fe2+遇K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀。(3)反应2Fe3++2I-2Fe2++I2为可逆反应,加入0.5 g FeSO4粉末后平衡逆向移动,故a极的电极反应式为I2+2e-2I-;检验Fe3+可以选用KSCN溶液。

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