金属铜不溶于稀硫酸，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐．现将一定量的铜片加入到100mL稀硫酸和硫酸铁的混合溶液中，铜片完全溶解（不考虑盐的水解及溶液体积的变化）． （1）写出铜溶

题目

金属铜不溶于稀硫酸，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐．现将一定量的铜片加入到100mL稀硫酸和硫酸铁的混合溶液中，铜片完全溶解（不考虑盐的水解及溶液体积的变化）．

（1）写出铜溶解于上述混合溶液的离子方程式 ___ ．
（2）若铜完全溶解时，溶液中的Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺三种离子的物质的量浓度相等，且测得溶液的pH=1，则溶解铜的质量是 ___ g，溶液中的c（SO₄^2-）= ___ mol/L．
（3）若欲在如图所示的装置中发生（1）中的反应，则X极是 ___ （正、负极），电极反应式 ___ ．Y极的材料名称是 ___ ，电极反应式 ___ ．

答案

（1）铜和铁离子反应生成亚铁离子和铜离子，离子反应方程式为：Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺，故答案为：Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺；
（2）若铜完全溶解时，溶液中的Fe³⁺、Cu²⁺、H⁺三种离子的物质的量浓度相等，且测得溶液的pH=1，则c（H⁺）=c（Cu²⁺）=0.1mol/L，根据原子守恒得m（Cu）=CVM=0.1mol/L×0.1L×64g/mol=0.64g，
反应后溶液中的阳离子为：Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、H⁺，而Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺，可见Fe²⁺的物质的量浓度为Cu²⁺的两倍，依据溶液中的电荷守恒规律，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；
故答案为：0.64，0.5mol/L；
（3）若欲在如图所示的装置中发生（1）中的反应，则铜电极是负极，不如铜活泼的金属或导电的非金属作正极，所以X电极是负极，
负极上电极反应式为：Cu-2e^-═Cu²⁺，碳（石墨、金、铂、银）作正极，
正极上铁离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2Fe³⁺+2e^-═2Fe²⁺，
故答案为：负极，Cu-2e^-═Cu²⁺，碳（石墨、金、铂、银），2Fe³⁺+2e^-═2Fe²⁺．