Question

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（m g）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，所用部分仪器及装置如图所示，回答下列问题：
（1）该装置中B电极为电解池的

 

极（填“阴”或“阳”）；
（2）A电极上的电极反应式为

 

；
电解池总反应的离子方程式为

 

；
（3）电解过程中，电解质溶液的酸性

 

（填“增强”、“减弱”或“不变”）；
（4）下列实验操作中必要的是

 

（填写字母）；
（A）称量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m、V的计算式表示）．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）电解硫酸铜生成铜与氧气，故Cu电极连接电源的负极，石墨电极连接电源的正极；
（2）电解硫酸铜在阳极上生成氧气，在阴极上生成金属铜，电解产物是金属铜、氧气和硫酸；
（3）电解产生的电解质成分是硫酸，显酸性；
（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）电解硫酸铜生成铜与氧气，故Cu电极连接电源的负极，A是阴极，石墨电极连接电源的正极，B是阳极，故答案为：阳；
（2）电解硫酸铜在阳极上生成氧气，在阴极上生成金属铜，Cu²⁺+2e^-=Cu，电解产物是金属铜、氧气和硫酸，实质是：2Cu²⁺+2H₂O

通电  .

2Cu↓+O₂↑+4H⁺，故答案为：Cu²⁺+2e^-=Cu；2Cu²⁺+2H₂O

通电  .

2Cu↓+O₂↑+4H⁺；
（3）电解过程中：2Cu²⁺+2H₂O

通电  .

2Cu↓+O₂↑+4H⁺，电解质溶液的酸性增强，故答案为：增强；
（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：ABDE；
（5）VmL氧气的物质的量为

V×10-3L

22.4L/mol

=

V

22400

mol，令Cu的相对原子质量为Mr，根据电子转移守恒，则

m

Mr

×2=

V

22400

mol×4，解得Mr=

11200m

V

，
故答案为：

11200m

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．