Question

將質(zhì)量相等的鐵片和銅片用導(dǎo)線相連浸入500mL硫酸銅溶液中構(gòu)成如圖1的裝置（以下均假設(shè)反應(yīng)過程中溶液體積不變）．

（1）鐵片上的電極反應(yīng)式為

 

．
（2）銅片周圍溶液會出現(xiàn)

 

的現(xiàn)象．
（3）若2min后測得鐵片和銅片之間的質(zhì)量差為2.4g，計算：
①導(dǎo)線中流過的電子的物質(zhì)的量為

 

mol；
②該段時間內(nèi)用硫酸銅表示的平均反應(yīng)速率為

 

mol?L^-1?min^-1
（4）該裝置改為如圖2所示的裝置也能達(dá)到和原裝置相同的作用．其中KCl溶液起溝通兩邊溶液形成閉合回路的作用，同時又能阻止反應(yīng)物直接接觸．則硫酸銅溶液應(yīng)該注入

 

（填“左側(cè)”、“右側(cè)”或“兩側(cè)”）燒杯中．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）該裝置構(gòu)成原電池，鐵易失電子而作負(fù)極，銅作正極，鐵電極上鐵失電子而發(fā)生氧化反應(yīng)；
（2）銅電極上銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（3）①負(fù)極上鐵溶解，正極上析出銅，鐵片和銅片相差的質(zhì)量為溶解鐵和析出銅的質(zhì)量之和，溶解鐵的物質(zhì)的量和析出銅的物質(zhì)的量相等，根據(jù)金屬和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算；
②根據(jù)銅離子的物質(zhì)的量計算平均反應(yīng)速率；
（4）含有鹽橋的原電池中，電極材料與相應(yīng)的電解質(zhì)溶液中含有相同的金屬元素．

解答： 解：（1）該裝置構(gòu)成原電池，鐵易失電子而作負(fù)極，銅作正極，鐵電極上鐵失電子而發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Fe-2e^-=Fe ²⁺，
故答案為：Fe-2e^-=Fe ²⁺；
（2）銅電極上銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)而生成銅，所以銅離子濃度降低，則溶液顏色變淺，故答案為：溶液顏色變淺；
（3）①負(fù)極上鐵溶解，正極上析出銅，鐵片和銅片相差的質(zhì)量為溶解鐵和析出銅的質(zhì)量之和，溶解鐵的物質(zhì)的量和析出銅的物質(zhì)的量相等，設(shè)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為xmol，

x

2

×56+

x

2

×64=2.4，x=0.04，故答案為：0.04；
②銅離子的平均反應(yīng)速率=

0.04mol 2 0.5L

2min

=0.02mol?L^-1?min^-1，故答案為：0.02；
（4）含有鹽橋的原電池中，電極材料與相應(yīng)的電解質(zhì)溶液中含有相同的金屬元素，所以硫酸銅溶液應(yīng)該倒入右側(cè)，故答案為：右側(cè)．

點(diǎn)評：本題考查了原電池原理，根據(jù)原電池中正負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)來分析解答，注意（3）①中兩個電極質(zhì)量差為溶解鐵的質(zhì)量和析出銅質(zhì)量之和，很多同學(xué)往往認(rèn)為單純?yōu)槲龀鲢~的質(zhì)量而導(dǎo)致錯誤，為易錯點(diǎn)．