题目内容
某学生拟用含有FeSO4和 Fe2（SO4） 3的CuSO4溶液提纯CuSO4，并测定铜的相对原子质量，其实验流程如图1所示：
已知：
| 氢氧化物开始沉淀时的pH | 氢氧化物沉淀完全时的pH | |
| Fe3+ | 1.9 | 3.2 |
| Fe2+ | 7.0 | 9.0 |
| Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
| 供选择的试剂有：Cl2、H2O2、浓H2SO4、NOH、CuO、Cu | ||
（1）试剂A的化学式为______，加入试剂A反应的离子方程式为______，试剂B的化学式为______，加入 B 的作用是______，操作①的名称是______．
（2）操作②中所用仪器装置如图2所示：则 X 应接直流电源的______极，Y电极上发生的电极反应式为：______．
（3）下列实验操作必要的是______（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．电极的烘干称重的操作中必须按：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）向电解后的溶液中加入石态溶液，观察到的现象是______．
（5）铜的相对原子质量的计算式为______．
解：（1）FeSO4和 Fe2（SO4） 3的混合液中加入双氧水，这样双氧水可以将亚铁离子氧化为三价铁离子，反应实质是：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，再加入氧化铜，根据离子沉淀的pH，可以将三价铁沉淀，但是铜离子不沉淀，实现沉淀和溶液分离的方法是过滤，
故答案为：H2O2；2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；CuO；调节溶液的pH在3.2-4.7之间，使Fe3+完全水解为Fe（OH）3沉淀以便除去；过滤；
（2）电解硫酸铜，要在阴极上获得金属Cu，根据阳极上产生氧气的量来确定电子转移的量，进而确定铜元素的原子量，所以金属铜应该为负极，阳极上是氢氧根离子发生发应，即：4OH--e-=2H2O+O2↑，故答案为：负；4OH--4e-=2H2O+O2↑；
（3）A．阴极上产生铜的质量是根据电解前后电极质量的变化量来衡量的，所以需要称量电解前电极的质量，故A正确；
B．电解后电极在烘干前，必须用蒸馏水冲洗，将表面的杂质洗去，故B正确；
C．阴极上产生铜的质量是根据电解前后电极质量的变化量来衡量的，故C错误；
D．电极的烘干称重的操作中必须按：烘干→称重→再烘干→再称重进行两次的程序，这样可以减少实验误差，故D正确；
E．在空气中烘干电极，必须采用低温烘干法，否则会导致金属铜和氧气之间的反应，故E正确．
故选A、B、D、E
（4）电解硫酸铜溶液后生成硫酸，溶液显示酸性，能使紫色的石蕊试液显示红色，故答案为：溶液变为红色；
（5）根据电极反应式：阴极：Cu2++2e-=Cu 阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑，当生成VmL的氧气时，根据反应式可以知道转移电子为
×4mol=
mol，根据阴极反应，则Cu的相对原子质量是
=
，故答案为：．
分析：（1）在酸性环境下，双氧水可以将亚铁离子氧化为三价铁离子，氧化铜可以和酸发生反应生成盐和水，实现固体和液体的分离采用过滤的方法；
（2）根据电解池的工作原理知识来回答；
（3）根据Cu相对原子质量的确定方法结合试验实质和操作知识来回答；
（4）电解硫酸铜溶液后生成硫酸，溶液显示酸性，据此来回答；
（5）根据两个电极反应结合电子守恒来计算．
点评：本题考查了物质制备实验分析判断，物质分离和提纯的方法以及电解原理的应用，实验过程分析和物质性质掌握是解题关键，题目难度中等．
故答案为：H2O2；2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；CuO；调节溶液的pH在3.2-4.7之间，使Fe3+完全水解为Fe（OH）3沉淀以便除去；过滤；
（2）电解硫酸铜，要在阴极上获得金属Cu，根据阳极上产生氧气的量来确定电子转移的量，进而确定铜元素的原子量，所以金属铜应该为负极，阳极上是氢氧根离子发生发应，即：4OH--e-=2H2O+O2↑，故答案为：负；4OH--4e-=2H2O+O2↑；
（3）A．阴极上产生铜的质量是根据电解前后电极质量的变化量来衡量的，所以需要称量电解前电极的质量，故A正确；
B．电解后电极在烘干前，必须用蒸馏水冲洗，将表面的杂质洗去，故B正确；
C．阴极上产生铜的质量是根据电解前后电极质量的变化量来衡量的，故C错误；
D．电极的烘干称重的操作中必须按：烘干→称重→再烘干→再称重进行两次的程序，这样可以减少实验误差，故D正确；
E．在空气中烘干电极，必须采用低温烘干法，否则会导致金属铜和氧气之间的反应，故E正确．
故选A、B、D、E
（4）电解硫酸铜溶液后生成硫酸，溶液显示酸性，能使紫色的石蕊试液显示红色，故答案为：溶液变为红色；
（5）根据电极反应式：阴极：Cu2++2e-=Cu 阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑，当生成VmL的氧气时，根据反应式可以知道转移电子为
×4mol=mol，根据阴极反应，则Cu的相对原子质量是
=，故答案为：．分析：（1）在酸性环境下，双氧水可以将亚铁离子氧化为三价铁离子，氧化铜可以和酸发生反应生成盐和水，实现固体和液体的分离采用过滤的方法；
（2）根据电解池的工作原理知识来回答；
（3）根据Cu相对原子质量的确定方法结合试验实质和操作知识来回答；
（4）电解硫酸铜溶液后生成硫酸，溶液显示酸性，据此来回答；
（5）根据两个电极反应结合电子守恒来计算．
点评：本题考查了物质制备实验分析判断，物质分离和提纯的方法以及电解原理的应用，实验过程分析和物质性质掌握是解题关键，题目难度中等．
练习册系列答案
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（3）下列实验操作必要的是______（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．电极的烘干称重的操作中必须按：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）向电解后的溶液中加入石态溶液，观察到的现象是______．
（5）铜的相对原子质量的计算式为______．
已知：
| 氢氧化物开始沉淀时的pH | 氢氧化物沉淀完全时的pH | |
| Fe3+ | 1.9 | 3.2 |
| Fe2+ | 7.0 | 9.0 |
| Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
| 供选择的试剂有：Cl2、H2O2、浓H2SO4、NOH、CuO、Cu | ||
（1）试剂A的化学式为______，加入试剂A反应的离子方程式为______，试剂B的化学式为______，加入 B 的作用是______，操作①的名称是______．
（2）操作②中所用仪器装置如图2所示：则 X 应接直流电源的______极，Y电极上发生的电极反应式为：______．
（3）下列实验操作必要的是______（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．电极的烘干称重的操作中必须按：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）向电解后的溶液中加入石态溶液，观察到的现象是______．
（5）铜的相对原子质量的计算式为______．