Question

某化学兴趣小组用如图所示装置电解CuSO₄溶液，测定铜的相对分子质量．
（1）若实验中测定在标准状况下放出的氧气的体积VL，A连接直流电源的

负极

 （填“正极”或“负极”）．
（2）电解开始一段时间后，在U形管中可观察到的现象有

铜电极上有红色固体析出，石墨电极上有无色气体产生，溶液蓝色变浅

．电解的离子方程式为

2Cu²⁺+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺

．
（3）实验中还需测定的数据是

①

（填写序号）．
①A极的质量增重m g       ②B极的质量增重m g
（4）下列实验操作中必要的是

ABDE

（填字母）．
A．称量电解前电极的质量
B．电解后，电极在烘干称重前，必须用蒸馏水冲洗
C．刮下电解过程中电极上析出的铜，并清洗、称重
D．电极在烘干称重的操作中必须按“烘干-称重一再烘干一再称重”进行
E．在有空气存在的情况下，烘干电极必须采用低温烘干的方法
（5）铜的相对原子质量为：

11.2m

M

（用含有m、V的计算式表示）．
（6）如果用碱性（KOH为电解质）甲醇燃料电池作为电源进行实验，放电时负极的电极反应式为

CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O

．

Answer 1

分析：（1）电解硫酸铜溶液，如果阳极上析出氧气，则阳极是惰性电极，工作时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，则阳极连接电源正极，阴极连接电源负极；
（2）电解硫酸铜溶液，根据阴阳极上离子放电顺序书写电池反应式及溶液中出现的现象；
（3）要测定铜的相对原子质量还要测定析出铜的质量；
（4）测定铜的质量，要测定电解前后电极的质量，测定电极质量时要除去电极上吸附的离子的干扰；
（5）根据铜的相对原子质量和氧气的关系式计算；
（6）甲醇燃料碱性电池中，负极上失电子发生氧化反应．

解答：解：（1）若实验中测定在标准状况下放出的氧气的体积VL，说明阳极上是氢氧根离子放电而不是铜放电，所以铜作阴极，石墨作阳极，则A连接直流电源的负极，故答案为：负极；
（2）电解硫酸铜时，石墨作阳极，则阴极上铜离子得电子而析出铜，阳极上氢氧根离子放电而生成氧气，溶液中铜离子浓度减小，溶液颜色变浅，电池反应式为：2Cu²⁺+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，
故答案为：铜电极上有红色固体析出，石墨电极上有无色气体产生，溶液蓝色变浅；2Cu²⁺+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺；
（3）要测定铜的相对原子质量还要测定析出铜的质量，A电极上析出铜，故选①；
（4）A．称量电解前电极的质量和电解后的质量，从而得出析出铜的质量，故正确；
B．电解后，电极在烘干称重前，必须用蒸馏水冲洗，除去吸附的离子，故正确；
C．根据电解前后电极的质量差来计算即可，不用刮下电解过程中电极上析出的铜，故错误；
D．电极在烘干称重的操作中必须按“烘干-称重一再烘干一再称重”进行，减小误差，故正确；
E．为防止铜和氧气反应，所以在有空气存在的情况下，烘干电极必须采用低温烘干的方法，故正确；
故选ABDE；
（5）根据2Cu²⁺+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺知，标况下，生成22.4L氧气析出2mol铜，析出mg铜时放出VL氧气，则铜的相对原子质量=

22.4m

2V

=

11.2m

V

，故答案为：

11.2m

V

；
（6）甲醇燃料碱性电池中，负极上甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，故答案为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O．

点评：本题考查实验探究，难点是电极反应式的书写，注意燃料电池中电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性，如果燃料和氧化剂相同，而电解质溶液不同，则电极反应式也不同，为易错点．