Question

某化學興趣小組用電解CuSO₄溶液的方法，測定銅的相對原子質量．（裝置如圖所示）
（1）若實驗中測定在標準狀況下放出的氧氣的體積為VL（氧元素的相對原子質量為16），A、B分別連接直流電源的

 

和

 

．（填“正極”或“負極”）
（2）電解開始一段時間后，在U形管中可觀察到的現(xiàn)象有

 

．電解的離子方程式為

 

．
（3）實驗中還需測定的數據是

 

（填寫序號）．
①A極的質量增重m g  ②B極的質量增重m g
（4）下列實驗操作中必要的是

 

；不必要的是

 

（填字母）．
A．稱量電解前電極的質量
B．電解后，電極在烘干稱重前，必須用蒸餾水沖洗
C．刮下電解過程中電極上析出的銅，并清洗、稱重
D．電極在烘干稱重的操作中必須按“烘干-稱重-再烘干-再稱重”進行
E．在有空氣存在的情況下，烘干電極必須采用低溫烘干的方法
（5）銅的相對原子質量為：

 

（用含有m、V的計算式表示）．

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學專題

分析：（1）電解硫酸銅溶液，如果陽極上析出氧氣，則陽極是惰性電極，工作時，陽極上氫氧根離子放電，陰極上銅離子放電，則陽極連接電源正極，陰極連接電源負極；
（2）電解硫酸銅溶液，根據陰陽極上離子放電順序書寫電池反應式及溶液中出現(xiàn)的現(xiàn)象；
（3）要測定銅的相對原子質量還要測定析出銅的質量；
（4）測定銅的質量，要測定電解前后電極的質量，測定電極質量時要除去電極上吸附的離子的干擾；
（5）根據銅的相對原子質量和氧氣的關系式計算；．

解答： 解：（1）若實驗中測定在標準狀況下放出的氧氣的體積VL，說明陽極上是氫氧根離子放電而不是銅放電，所以銅作陰極，石墨作陽極，則A連接直流電源的負極，B連的是正極，故答案為：負極；正極；
（2）電解硫酸銅時，石墨作陽極，則陰極上銅離子得電子而析出銅，陽極上氫氧根離子放電而生成氧氣，溶液中銅離子濃度減小，溶液顏色變淺，電池反應式為：2Cu²⁺+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，
故答案為：銅電極上有紅色固體析出，石墨電極上有無色氣體產生，溶液藍色變淺；2Cu²⁺+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+4H⁺；
（3）要測定銅的相對原子質量還要測定析出銅的質量，A電極上析出銅，故選①；
（4）A．稱量電解前電極的質量和電解后的質量，從而得出析出銅的質量，故正確；
B．電解后，電極在烘干稱重前，必須用蒸餾水沖洗，除去吸附的離子，故正確；
C．根據電解前后電極的質量差來計算即可，不用刮下電解過程中電極上析出的銅，故錯誤；
D．電極在烘干稱重的操作中必須按“烘干-稱重一再烘干一再稱重”進行，減小誤差，故正確；
E．為防止銅和氧氣反應，所以在有空氣存在的情況下，烘干電極必須采用低溫烘干的方法，故正確；
故選：ABDE；C；
（5）根據2Cu²⁺+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+4H⁺知，標況下，生成22.4L氧氣析出2mol銅，析出mg銅時放出VL氧氣，則銅的相對原子質量=

22.4m

2V

=

11.2m

V

，故答案為：

11.2m

V

．

點評：本題考查實驗探究，難點是電極反應式的書寫，注意燃料電池中電極反應式的書寫要結合電解質溶液的酸堿性，如果燃料和氧化劑相同，而電解質溶液不同，則電極反應式也不同，為易錯點．