Question

（2010?寶雞一模）（2011?長(zhǎng)春質(zhì)檢）金屬銅不溶于稀硫酸，可溶于鐵鹽溶液生成銅鹽與亞鐵鹽．現(xiàn)將一定量的銅片加入到100mL稀硫酸和硫酸鐵的混合液中，銅片完全溶解（不考慮鹽的水解及溶液體積的變化）
（1）寫出銅溶解于上述混合液的離子方程式

Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺

．
（2）若銅完全溶解時(shí)，溶液中的Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺三種離子的物質(zhì)的量濃度相等，且測(cè)得溶液的pH=1，則溶解銅的質(zhì)量是

0.64

 g，溶液中的c（SO

2- 4

）=

0.5

 mol/L．
（3）若欲在如圖所示的裝置中發(fā)生（1）中的反應(yīng)，請(qǐng)判斷圖中的正、負(fù)極，并選出適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)作電極，寫出電極反應(yīng)式，填在相應(yīng)的表格中．

	正、負(fù)極判斷	電極材料	電極反應(yīng)式
X極	負(fù)	銅	Cu-2e-═Cu2+
Y極	正	碳	2Fe3++2e-═2Fe2+

Answer 1

分析：（1）銅和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子和銅離子；
（2）根據(jù)原子守恒計(jì)算銅的質(zhì)量；根據(jù)電荷守恒計(jì)算硫酸根離子濃度；
（3）若欲在如圖所示的裝置中發(fā)生（1）中的反應(yīng)，則銅電極是負(fù)極，不如銅活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)．

解答：解：（1）Cu與Fe₂（SO₄）₃反應(yīng)生成CuSO₄和FeSO₄，銅和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子和銅離子，離子反應(yīng)方程式為：Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²；
故答案為：Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺；
（2）溶液中的Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺三種離子的物質(zhì)的量濃度相等，且測(cè)得溶液的pH=1，故c（H⁺）=c（Cu²⁺）=0.1mol/L，故n（Cu²⁺）=0.1mol/L×0.1L=0.01mol，溶解銅的質(zhì)量為0.01mol×64g/mol=0.64g；反應(yīng)后溶液中的陽(yáng)離子為：Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、H⁺，而Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺，可見(jiàn)Fe²⁺的物質(zhì)的量濃度為Cu²⁺的兩倍，依據(jù)溶液中的電荷守恒規(guī)律，故0.1mol/L×3+0.2mol/L×2+0.1mol/L×2+0.1mol/L×1=c（SO₄^2-）×2，解得c（SO₄^2-）=0.5mol/L；
故答案為：0.64　0.5；
（3）若欲在如圖所示的裝置中發(fā)生（1）中的反應(yīng)，則銅電極是負(fù)極，不如銅活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，所以X電極是負(fù)極，
負(fù)極上電極反應(yīng)式為：Cu-2e^-═Cu²⁺，碳（石墨、金、鉑、銀）作正極，正極上鐵離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2Fe³⁺+2e^-═2Fe²⁺；
故答案為：

	正、負(fù)極判斷	電極材料	電極反應(yīng)式
X極	負(fù)極	銅	Cu-2e-═Cu2+
Y極	正極	碳	2Fe3++2e-═2Fe2+

點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池原理、物質(zhì)的量的有關(guān)計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)原電池的構(gòu)成條件、電極反應(yīng)及原子守恒、電荷守恒來(lái)分析解答即可，難度不大．