Question

某學(xué)生用電解純凈的CuSO₄溶液的方法，并根據(jù)電極上析出Cu的質(zhì)量（m g）以及電極上產(chǎn)生氣體的體積（V mL 標(biāo)準(zhǔn)狀況）來(lái)測(cè)定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量，所用部分儀器及裝置如圖所示，回答下列問(wèn)題：
（1）該裝置中B電極為電解池的

 

極（填“陰”或“陽(yáng)”）；
（2）A電極上的電極反應(yīng)式為

 

；
電解池總反應(yīng)的離子方程式為

 

；
（3）電解過(guò)程中，電解質(zhì)溶液的酸性

 

（填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”）；
（4）下列實(shí)驗(yàn)操作中必要的是

 

（填寫(xiě)字母）；
（A）稱量電解前的電極的質(zhì)量；
（B）電解后，電極在烘干稱量前，必須用蒸餾水沖洗；
（C）刮下電解后電極上析出的銅，并清洗，稱量；
（D）電解后烘干稱重的操作中必須按“烘干→稱量→再烘干→再稱量”進(jìn)行；
（E）在有空氣存在的情況下，烘干電極必須用低溫烘干的方法．
（5）銅的相對(duì)原子質(zhì)量為

 

（用帶有m、V的計(jì)算式表示）．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）電解硫酸銅生成銅與氧氣，故Cu電極連接電源的負(fù)極，石墨電極連接電源的正極；
（2）電解硫酸銅在陽(yáng)極上生成氧氣，在陰極上生成金屬銅，電解產(chǎn)物是金屬銅、氧氣和硫酸；
（3）電解產(chǎn)生的電解質(zhì)成分是硫酸，顯酸性；
（4）需要準(zhǔn)確稱量生成銅的質(zhì)量，銅電極前后質(zhì)量之差為生成的Cu的質(zhì)量，Cu電解表面會(huì)附著離子，應(yīng)清洗除去，由于銅與氧氣發(fā)生反應(yīng)，在空氣存在情況下，應(yīng)低溫烘干，稱量?jī)纱沃�差小于天平的感量，說(shuō)明烘干．
（5）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算Cu的相對(duì)原子質(zhì)量．

解答： 解：（1）電解硫酸銅生成銅與氧氣，故Cu電極連接電源的負(fù)極，A是陰極，石墨電極連接電源的正極，B是陽(yáng)極，故答案為：陽(yáng)；
（2）電解硫酸銅在陽(yáng)極上生成氧氣，在陰極上生成金屬銅，Cu²⁺+2e^-=Cu，電解產(chǎn)物是金屬銅、氧氣和硫酸，實(shí)質(zhì)是：2Cu²⁺+2H₂O

通電  .

2Cu↓+O₂↑+4H⁺，故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；2Cu²⁺+2H₂O

通電  .

2Cu↓+O₂↑+4H⁺；
（3）電解過(guò)程中：2Cu²⁺+2H₂O

通電  .

2Cu↓+O₂↑+4H⁺，電解質(zhì)溶液的酸性增強(qiáng)，故答案為：增強(qiáng)；
（4）需要準(zhǔn)確稱量生成銅的質(zhì)量，銅電極前后質(zhì)量之差為生成的Cu的質(zhì)量，Cu電解表面會(huì)附著離子，應(yīng)清洗除去，由于銅與氧氣發(fā)生反應(yīng)，在空氣存在情況下，應(yīng)低溫烘干，稱量?jī)纱沃�差小于天平的感量，說(shuō)明烘干，故需要進(jìn)行ABDE操作，不需要進(jìn)行C操作，
故答案為：ABDE；
（5）VmL氧氣的物質(zhì)的量為

V×10-3L

22.4L/mol

=

V

22400

mol，令Cu的相對(duì)原子質(zhì)量為Mr，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則

m

Mr

×2=

V

22400

mol×4，解得Mr=

11200m

V

，
故答案為：

11200m

V

．

點(diǎn)評(píng)：本題以測(cè)定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量為載體，考查電解原理、對(duì)工藝流程的理解、常用化學(xué)用語(yǔ)、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，理解工藝流程是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用知識(shí)分析、解決問(wèn)題的能力．