Question

一個課外興趣小組對某只含Cu、Fe的合金成分含量進行分析（裝置見圖）．方法：
按圖示取a g的Cu、Fe合金和純銅做為電極，電解液里是含足量的Cu²⁺離子．接通電源進行實驗，一直通電到Cu、Fe合金剛好全部溶解時為止．實驗結(jié)果是：發(fā)現(xiàn)在通電實驗過程中兩電極均無氣體產(chǎn)生，純銅電極上質(zhì)量增加19.2g，電解液的質(zhì)量減少0.8g．請回答：
（1）寫出電極反應(yīng)：陽極

 

；陰極

 

．
（1）該合金中Cu和Fe的物質(zhì)的量之比是

 

．
（3）若另取該合金a g把該Cu、Fe合金與足量的稀硝酸反應(yīng)后，在溶液中再加入NaOH，能得到的最大沉淀量是

 

g．

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）裝置圖分析，合金做陽極，純銅做陰極，依據(jù)電解原理書寫電極反應(yīng)；
（2）依據(jù)電解過程中電極質(zhì)量變化，電解質(zhì)溶液質(zhì)量變化，和電解過程中電子守恒計算；
（3）銅和鐵與足量稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅，硝酸鐵，加入氫氧化鈉溶液生成沉淀為氫氧化銅、氫氧化鐵．

解答： 解：（1）裝置圖分析，合金做陽極，純銅做陰極，陽極電極反應(yīng)為Fe-2e^-=Fe²⁺、Cu-2e^-=Cu²⁺，陰極電極反應(yīng)Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺、Cu-2e^-=Cu²⁺；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）通電實驗過程中兩電極均無氣體產(chǎn)生，純銅電極上質(zhì)量增加19.2g，物質(zhì)的量=

19.2g

64g/mol

=0.3mol，Cu²⁺+2e^-=Cu，依據(jù)電極反應(yīng)計算得到電子轉(zhuǎn)移為0.6mol，電解液的質(zhì)量減少0.8g是發(fā)生反應(yīng)Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，依據(jù)化學(xué)方程式計算，設(shè)合金中Fe物質(zhì)的量為x，Cu物質(zhì)的量為y，則2x+2y=0.6，
  Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，△m
1mol                8g
x                   8x
8x=0.8，
x=0.1mol，y=0.2mol
合金中Cu和Fe的物質(zhì)的量之比是0.2：0.1=2：1，
故答案為：2：1；
（3）a g的Cu、Fe合金和純銅做為電極，電解液里是含足量的Cu²⁺離子．接通電源進行實驗，一直通電到Cu、Fe合金剛好全部溶解時為止，依據(jù)（2）計算可知，ag合金中鐵為0.1mol，銅物質(zhì)的量為0.2mol，銅和鐵與足量稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅，硝酸鐵，加入氫氧化鈉溶液生成沉淀為氫氧化銅，氫氧化鐵，依據(jù)元素守恒計算得到沉淀最大量=0.1mol×10.7g/mol+0.2mol×98g/mol=30.3g，
故答案為：30.3．

點評：本題考查了電解原理的分析應(yīng)用，電極反應(yīng)和電子守恒的計算是關(guān)鍵，題目難度中等．