Question

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．该同学向pH=3.8酸化的、含有Fe₂（SO₄）₃杂质的CuSO₄溶液中加入过量的黑色粉末X，充分搅拌后将滤液用下图所示装置电解，其中某电极增重a g，另一电极上产生标准状况下的气体VmL．下列说法正确的是（　　）

• A．铜电极连接电源正极
• B．黑色粉末X是铁粉
• C．铜的相对原子质量的计算式是

  22.4a

  V

• D．石墨电极上发生的反应是4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

Answer 1

分析：X为CuO，与酸反应调节溶液pH，可促进铁离子的水解而除去杂质，反应中铜为电解池阴极，石墨为阳极，阴极反应为Cu²⁺+2e^-=Cu，阳极反应为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，根据两极转移电子数目相等计算铜的相对原子质量．

解答：解：A．铜为电解池阴极，应连接电源负极，故A错误；
B．X为CuO，与酸反应调节溶液pH，可促进铁离子的水解而除去杂质，故B错误；
C．设铜的相对原子质量为M，则n（Cu）=

a

M

mol，n（O₂）=

V×10-3

22.4

mol，两极转移电子数目相等，则

a

M

mol×2=

V×10-3

22.4

mol×4，则M=

V×10-3

11.2a

，故C错误；
D．石墨为阳极，电极上发生的反应是4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，故D正确．
故选D．

点评：本题考查电解原理，题目难度不大，注意根据电极增重和生成气体判断电解池的两极反应，根据两极转移电子数目相等的关系测定铜的相对原子质量．