例题 01 铁与铁离子的电池设计
题目
利用反应2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺设计一个原电池,下列装置示意图正确的是
选项A

选项B

选项C

选项D

答案与解析
解析
A的Fe/石墨—FeCl₂缺目标Fe³⁺,不能实现所要求的正极还原。B为Fe/Zn—FeCl₂,不仅缺Fe³⁺,还引入Zn供电子。C为Fe/石墨—FeCl₃,Fe负极氧化,Fe³⁺在石墨界面还原,符合总式。
D虽有FeCl₃,却用Fe/Zn配对,Zn参与供电子,不能仍当目标指定Fe负极的总反应。A、B若因溶氧等另有微弱反应,不等于满足本题,也无需声称任何真实环境都绝无电流。
原解“电解质须含铁离子”具体是Fe³⁺,不是任何铁元素或Fe²⁺。石墨是本题适宜导体,不因它不存在金属阳离子就被排除。实际还需减小Fe³⁺与Fe直接反应的旁路损失。
本题结论
C。


