题目内容
已知在pH为4～5的溶液中，Cu2+几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解．某学生拟用电解CuSO4溶液的方法测定铜的相对原子质量．其实验流程图如下：
试回答下列问题：
（1）步骤①中加入A的化学式为 ，其作用是 ；沉淀物B是 （填化学式）．
（2）步骤②中所用部分仪器如右2图所示：则A应连接直流电源的 极．
（3）下列实验操作属不必要的是 （填字母）．
A．称量电解前电极的质量
B．电解后电极在烘干前，必须用蒸馏水冲洗
C．刮下电解后电极上的铜，并清洗、称量
D．电极在烘干称重的操作中必须按如下顺序：烘干→称重→再烘干→再称重进行两次
E．在空气中烘干电极，必须采用低温烘干法
（4）电解后向溶液中加入石蕊试液，观察到的现象是 ．
试回答下列问题：
（1）步骤①中加入A的化学式为
（2）步骤②中所用部分仪器如右2图所示：则A应连接直流电源的
（3）下列实验操作属不必要的是
A．称量电解前电极的质量
B．电解后电极在烘干前，必须用蒸馏水冲洗
C．刮下电解后电极上的铜，并清洗、称量
D．电极在烘干称重的操作中必须按如下顺序：烘干→称重→再烘干→再称重进行两次
E．在空气中烘干电极，必须采用低温烘干法
（4）电解后向溶液中加入石蕊试液，观察到的现象是
分析：（1）pH为4～5的条件下，Cu2+几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解，加入稍过量的CuO，可以得到纯净的硫酸铜溶液，故加入CuO调节pH值，Fe3+完全水解形成Fe（OH）3沉淀而除去；
（2）电解生成铜与氧气，故Cu电极连接电源的负极，石墨电极B连接电源的阳极，溶液中氢氧根离子失电子发生氧化反应；
（3）需要准确称量生成铜的质量，铜电极前后质量之差为生成的Cu的质量，Cu电解表面会附着离子，应清洗除去，由于铜与氧气发生反应，在空气存在情况下，应低温烘干，称量两次之差小于天平的感量，说明烘干；
（4）电解硫酸铜溶液生成Cu、氧气与硫酸．
（2）电解生成铜与氧气，故Cu电极连接电源的负极，石墨电极B连接电源的阳极，溶液中氢氧根离子失电子发生氧化反应；
（3）需要准确称量生成铜的质量，铜电极前后质量之差为生成的Cu的质量，Cu电解表面会附着离子，应清洗除去，由于铜与氧气发生反应，在空气存在情况下，应低温烘干，称量两次之差小于天平的感量，说明烘干；
（4）电解硫酸铜溶液生成Cu、氧气与硫酸．
解答：解：（1）由于pH为4～5的条件下，Cu2+几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解，加入稍过量的CuO，可以得到纯净的硫酸铜溶液，故加入CuO通过消耗H+而调整溶液的pH使之升高，使Fe3+完全水解形成Fe（OH）3沉淀而除去，
故答案为：CuO；调节溶液的pH在4～5之间使Fe3+完全水解，Fe（OH）3；
（2）电解生成Cu与氧气，故Cu电极连接电源的负极，石墨电极连接电源的阳极，故A、B分别连直流电源的负极、正极，故答案为：负；
（3）A．根据电极上析出铜的质量以及电极上产生气体的体积来测定铜的相对原子质量，则需要称量电解前后电极的质量，故A错误；
B．电解后，电极在烘干称重前，必须用蒸馏水冲洗，减少误差，故B错误；
C．刮下电解后电极上析出的铜，并清洗、称重，操作不精确，难得到准确的Cu的质量，故C正确；
D．电极在烘干称重的操作中必须按“烘干-称重-再烘干-再称重”进行，防止Cu被氧化，故D错误；
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，防止Cu被氧化，故E错误；
故选C；
（4）电解硫酸铜溶液生成Cu、氧气与硫酸，电解的离子方程式为：2Cu2++2H2O
2Cu↓+O2↑+4H+，溶液显酸性，加入石蕊试液变红色，故答案为：溶液变红色．
故答案为：CuO；调节溶液的pH在4～5之间使Fe3+完全水解，Fe（OH）3；
（2）电解生成Cu与氧气，故Cu电极连接电源的负极，石墨电极连接电源的阳极，故A、B分别连直流电源的负极、正极，故答案为：负；
（3）A．根据电极上析出铜的质量以及电极上产生气体的体积来测定铜的相对原子质量，则需要称量电解前后电极的质量，故A错误；
B．电解后，电极在烘干称重前，必须用蒸馏水冲洗，减少误差，故B错误；
C．刮下电解后电极上析出的铜，并清洗、称重，操作不精确，难得到准确的Cu的质量，故C正确；
D．电极在烘干称重的操作中必须按“烘干-称重-再烘干-再称重”进行，防止Cu被氧化，故D错误；
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，防止Cu被氧化，故E错误；
故选C；
（4）电解硫酸铜溶液生成Cu、氧气与硫酸，电解的离子方程式为：2Cu2++2H2O
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点评：本题以测定Cu的相对原子质量为载体，考查电解原理、对工艺流程的理解、常用化学用语、化学计算等，难度中等，理解工艺流程是解题的关键，需要学生具有扎实的基础与综合运用知识分析、解决问题的能力．
练习册系列答案
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