Question

如图所示，某同学按照图装置进行如下实验，请回答下列问题：
（1）断开K₁，闭合K₂，a电极为Fe，b电极为Cu，则a电极为

 

极，发生

 

反应，a电极的电极方程式为

 

．
（2）断开K₂，闭合K₁，a电极为石墨，b电极为Cu，则a电极为

 

极，发生

 

反应，a电极的电极方程式为

 

总电池的离子方程式为

 

（3）断开K₂，闭合K₁，a电极为Cu，b电极为Cu，则电解过程中，CuSO₄溶液的浓度

 

（填增大、减小或不变），若该同学想用此装置精炼铜，则应将粗铜置于

 

电极（请填写“a”或“b”）

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）断开K₁，闭合K₂，形成装置为原电池，活泼性强的电解做负极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；
（2）断开K₂，闭合K₁，装置为电解池，与电源正极相连的a为阳极，发生氧化反应，与电源负极相连的b为阴极，发生还原反应，总的电解方程式为铁与铜离子反应生成铜和二价铁离子；
（3）断开K₂，闭合K₁，装置为电解池，与电源正极相连的a为阳极，发生氧化反应，与电源负极相连的b为阴极，发生还原反应，阳极上铜失去电子发生氧化反应，阴极上溶液中铜离子得到电子发生还原反应生成铜；
依据电解法精炼铜装置确定粗铜所在电极．

解答： 解：（1）断开K₁，闭合K₂，形成装置为原电池，铁活泼性强于铜，铁做负极，所以a为负极，铜做正极，b为正极，负极铁失去电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e^-=Fe²⁺；
故答案为：负；氧化；Fe-2e^-=Fe²⁺；
（2）断开K₂，闭合K₁，装置为电解池，与电源正极相连的a为阳极，发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e^-=Fe²⁺；电解池总反应离子方程式为：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺；
故答案为：阳极；氧化；Fe-2e^-=Fe²⁺；Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺；
（3）断开K₂，闭合K₁，装置为电解池，与电源正极相连的a为阳极，发生氧化反应，电极反应式为：Cu-2e^-=Cu²⁺；与电源负极相连的b为阴极，发生还原反应，电极反应式为：Cu²⁺+2e^-=Cu，依据电解过程中各个电极转移电子数守恒，可知阳极上溶解的铜等于阴极上析出的铜，溶液中硫酸铜浓度不变；
电解法精炼铜，粗铜做阳极，发生氧化反应，精铜做阴极发生还原反应，所以粗铜应为a极；
故答案为：不变；a．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，知道原电池和电解池区别，知道各个电极上发生的电极反应是解题关键，注意电解池的应用．