Question

将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如图的装置：
（以下均假设反应过程中溶液体积不变）．
（1）铁片上的电极反应式为

 

．
（2）铜片周围溶液会出现

 

的现象．
（3）若2min后测得铁片和铜片之间的质量差为1.2g，计算：
①导线中流过的电子的物质的量为

 

mol；
②该段时间内用硫酸铜表示的平均反应速率为

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）该装置构成原电池，铁易失电子而作负极，铜作正极，铁电极上铁失电子而发生氧化反应；
（2）铜电极上铜离子得电子发生还原反应；
（3）①负极上铁溶解，正极上析出铜，铁片和铜片相差的质量为溶解铁和析出铜的质量之和，溶解铁的物质的量和析出铜的物质的量相等，根据金属和转移电子之间的关系式计算；
②根据铜离子的物质的量计算平均反应速率．

解答： 解：（1）该装置构成原电池，铁易失电子而作负极，铜作正极，铁电极上铁失电子而发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e^-=Fe ²⁺，
故答案为：Fe-2e^-=Fe ²⁺；
（2）铜电极上铜离子得电子发生还原反应而生成铜，所以铜离子浓度降低，则溶液颜色变浅，故答案为：溶液颜色变浅；
（3）①设转移xmol电子，则消耗0.5xmolFe，析出0.5xmolCu，则有0.5x×（64+56）=1.2，x=0.02，故答案为：0.02；
②铜离子的平均反应速率=

0.02mol 0.5L

2min

=0.01mol?L^-1?min^-1，故答案为：0.01mol?L^-1?min^-1．

点评：本题考查原电池知识，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握原电池的工作原理，把握电极方程式的书写，难度不大．