Question

如图所示装置中，K为开关，电极分别为Fe棒和C棒，电解质溶液为CuSO₄溶液。

(1)当开关K置于a处时，该装置为________________(填“原电池”或 “电解池”)。写出Fe电极上的反应式____________________________。

(2)当开关K置于b处时，写出C电极上的反应式________________________。

(3)当开关K置于b处时，工作一段时间，当某电极上析出3.2g Cu时溶液的pH为____________。 (溶液的体积为1L) 。

Answer

原电池 Fe-2e-=Fe2+ 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 1

【解析】

当K置于a处时，该装置为原电池，总反应为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；当K置于b处时为电解池，C电极与电源正极相连为阳极，Fe电极与电源负极相连为阴极。

(1)当开关K置于a处时，该装置为原电池，总反应为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，Fe电极发生氧化反应为负极，电极方程式为Fe-2e-=Fe2+；

(2)当K置于b处时为电解池，C电极与电源正极相连为阳极，溶液中水电离出的氢氧根放电生成氧气，方程式为4OH--4e-=2H2O+O2↑；

(3)当K置于b处时为电解池，Fe为阴极，溶液中铜离子放电生成铜单质，电极方程式为Cu2++2e-=Cu，析出3.2g Cu，即=0.05mol时，根据电极方程式可知转移电子0.1mol，阳极水电离出的氢氧根放电的同时会生成氢离子，根据电荷守恒可知生成的氢离子的物质的量为0.1mol，所以c(H+)==0.1mol/L，所以pH=1。