题目内容
已知pH为4-5的条件下，Cu2+几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解．某学生用电解纯净的CuSO4溶液的方法，并根据电极上析出Cu的质量（n）以及电极上产生气体的体积（V mL 标准状况）来测定Cu的相对原子质量，过程如图1：
回答下列问题：
（1）加入CuO的作用是
（2）步骤②中所用的部分仪器如图2所示，则A、B分别连直流电源的
（3）电解开始后，在U形管中可以观察到的现象有：
（4）下列实验操作中必要的是
a．电解前的电极的质量；b．电解后，电极在烘干称量前，必须用蒸馏水冲洗；c．刮下电解后电极上析出的铜，并清洗，称量；d．电解后烘干称重的操作中必须按“烘干→称量→再烘干→再称量”进行；e．在有空气存在的情况下，烘干电极必须用低温烘干的方法．
（5）铜的相对原子质量为
（用带有n、V的计算式表示）．
回答下列问题：
（1）加入CuO的作用是
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
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
．（2）步骤②中所用的部分仪器如图2所示，则A、B分别连直流电源的
负
负
和正
正
极（填“正”或“负”）．（3）电解开始后，在U形管中可以观察到的现象有：
铜棒变粗，石墨极上有气泡生成，溶液的颜色变浅
铜棒变粗，石墨极上有气泡生成，溶液的颜色变浅
．电解的离子方程式为2Cu2++2H2O
2Cu↓+O2↑+4H+；
| ||
2Cu2++2H2O
2Cu↓+O2↑+4H+；
．
| ||
（4）下列实验操作中必要的是
abde
abde
（填写字母）．a．电解前的电极的质量；b．电解后，电极在烘干称量前，必须用蒸馏水冲洗；c．刮下电解后电极上析出的铜，并清洗，称量；d．电解后烘干称重的操作中必须按“烘干→称量→再烘干→再称量”进行；e．在有空气存在的情况下，烘干电极必须用低温烘干的方法．
（5）铜的相对原子质量为
| 11200 |
| V |
| 11200 |
| V |
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，石墨电极连接电源的正极；
（3）电解硫酸铜溶液生成Cu、氧气与硫酸；
（4）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．
（5）根据电子转移守恒计算Cu的相对原子质量．
（2）电解生成铜与氧气，故Cu电极连接电源的负极，石墨电极连接电源的正极；
（3）电解硫酸铜溶液生成Cu、氧气与硫酸；
（4）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．
（5）根据电子转移守恒计算Cu的相对原子质量．
解答：解：（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：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；
（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正极，故A、B分别连直流电源的负极、正极，
故答案为：负；正；
（3）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+，观察到铜棒变粗，石墨极上有气泡生成，溶液的颜色变浅，
故答案为：铜棒变粗，石墨极上有气泡生成，溶液的颜色变浅；2Cu2++2H2O
2Cu↓+O2↑+4H+；
（4）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，故需要进行abde操作，不需要进行c操作，
故答案为：a、b、d、e；
（5）VmL氧气的物质的量为
=
mol，令Cu的相对原子质量为Mr，根据电子转移守恒，则：
×2=
mol×4，解得Mr=
，
故答案为：
．
故答案为：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；
（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正极，故A、B分别连直流电源的负极、正极，
故答案为：负；正；
（3）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
| ||
故答案为：铜棒变粗，石墨极上有气泡生成，溶液的颜色变浅；2Cu2++2H2O
| ||
（4）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，故需要进行abde操作，不需要进行c操作，
故答案为：a、b、d、e；
（5）VmL氧气的物质的量为
| V×10-3L |
| 22.4L/mol |
| V |
| 22400 |
| m |
| Mr |
| V |
| 22400 |
| 11200 |
| V |
故答案为：
| 11200 |
| V |
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．
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