《2025年资源库高中化学人教版》

有关电化学知识的描述正确的是（ ）
A. 反应Cu+H₂SO₄=CuSO₄+H₂↑可设计成原电池
B. 利用2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺,Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺,可以设计如图14-1-10所示原电池装置,盐桥内K⁺可从FeCl₃溶液移向CuSO₄溶液
C. 因为铁的活泼性强于铜,所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池,铁作负极,铜作正极,其负极反应式为Fe-2e⁻=Fe²⁺
D. 由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池,其负极反应式为Mg-2e⁻+2OH⁻=Mg(OH)₂

答案： B
解析：Cu与稀硫酸在常温下不能发生反应，根据金属活动性顺序表，Cu排在H后面，Cu不能置换出H₂，所以该反应不是自发的氧化还原反应，不能设计成原电池，A错误；根据电池总反应式Cu+2FeCl₃=CuCl₂+2FeCl₂，可知Cu失电子，作原电池的负极，正极Fe³⁺得电子生成Fe²⁺，利用盐桥组成原电池，盐桥中的阳离子向正极移动，则盐桥内K⁺向FeCl₃溶液移动，B正确；将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，由于在常温下铁遇浓硝酸会发生钝化，所以金属铜作负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e⁻=Cu²⁺，C错误；由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池，Mg与NaOH溶液不能发生反应，而Al与NaOH溶液发生氧化还原反应，所以该原电池中Al作负极，Al失电子，发生氧化反应，电极反应式为Al+4OH⁻-3e⁻=[Al(OH)₄]⁻，D错误。

医疗上有一种热敷袋,内装有铁屑、炭粉、木屑、食盐、水等。使用前将塑料袋密封,隔绝空气,使用时,撕开塑料袋让空气进入,轻揉热敷袋,放出热量(已知使用过程中发生了原电池反应,正极发生的反应是2H₂O+O₂+4e⁻=4OH⁻)。使用完后,发现袋内有许多铁锈生成,试回答下列问题:
(1)热敷袋放出的热量来源于________。
(2)铁屑、炭粉、食盐、水混合后,发生化学反应的原理是________。
(3)写出使用热敷袋的过程中,发生反应的电极反应式和有关的化学方程式。
负极:________；
正极:________；
生成铁锈的反应:________。

答案：
(1)铁的氧化反应
(2)铁屑与炭粉、氯化钠溶液、氧气构成了原电池，加速了铁的氧化
(3)Fe-2e⁻=Fe²⁺；2H₂O+O₂+4e⁻=4OH⁻；4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O=4Fe(OH)₃、2Fe(OH)₃=△Fe₂O₃+3H₂O
解析：本题中的热敷袋是利用化学反应获得热量及利用原电池原理来加速化学反应的典型代表。一般物质发生氧化反应时都要放出热量。原电池形成后，化学反应速率比一般化学反应快，Fe²⁺结合正极反应生成的OH⁻生成Fe(OH)₂，但Fe(OH)₂不稳定，在空气中容易被氧化为Fe(OH)₃，Fe(OH)₃分解生成Fe₂O₃和H₂O。