Question

某研究性學習小組用電解CuSO₄溶液的方法測定銅的相對原子質量（裝置如圖），實驗中測得某電極的質量增重為m g，已知氧元素相對原子質量為16．請回答：
（1）m g應為

 

極的質量增重（填A或B），電解總反應的離子方程式為

 

；
（2）本實驗（電解CuSO₄溶液）中，學習小組采用兩套方案測定銅的相對原子質量．
①第一套方案中，同學們測得氣體的體積為V L（標準狀況），則銅的相對原子質量是（用m、V表示）

 

；
②第二套方案中，以下數(shù)據(jù)需要測定的是（填序號）

 

．
a．A極增加的質量    b．整套裝置減少的質量
c．電解后溶液的體積 d．電解后溶液的pH（可由此計算出溶液中H⁺的物質的量濃度）

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,電解原理

專題：電化學專題

分析：（1）如果A為陽極，該裝置為電鍍池，陽極溶解Cu的質量與陰極析出Cu的質量相等，無法計算Cu的相對原子質量，所以A為陰極、B為陽極，Cu作陰極、石墨作陽極時，電解CuSO₄溶液，陽極上氫氧根離子放電、陰極上銅離子放電，質量增加的電極為陰極，同時溶液中還生成硫酸；
（2）①陽極上生成氧氣，根據(jù)轉移電子相等計算Cu的相對原子質量；
②還可以根據(jù)析出Cu和生成氧氣的關系式計算、析出Cu和生成硫酸的關系式計算．

解答： 解：（1）如果A為陽極，該裝置為電鍍池，陽極溶解Cu的質量與陰極析出Cu的質量相等，無法計算Cu的相對原子質量，所以A為陰極、B為陽極，實驗中測得某電極的質量增重為m g，則應該為A極；
Cu作陰極、石墨作陽極時，電解CuSO₄溶液，陽極上氫氧根離子放電、陰極上銅離子放電，質量增加的電極為陰極，同時溶液中還生成硫酸，電池反應式為2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
故答案為：A；2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
（2）①陽極上生成氧氣，根據(jù)2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄知，氧氣體積為VL時，M（Cu）=

22.4L/mol×mg

2VL

=

11.2m

V

g/mol，Cu的相對原子質量與其摩爾質量在數(shù)值上相等，所以Cu的相對原子質量為

11.2m

V

，故答案為：

11.2m

V

；
②根據(jù)2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄知，要計算Cu的相對原子質量，還可以根據(jù)析出Cu的質量、生成氧氣的質量之間的關系式計算，生成氧氣的質量等于整套裝置減少的質量；
還可以根據(jù)析出Cu的質量、硫酸的物質的量之間的關系式計算，要計算硫酸的物質的量，需要知道電解后溶液的體積、電解后溶液的pH（可由此計算出溶液中H⁺的物質的量濃度）；
故選ab或acd．

點評：本題以電解原理為載體考查了實驗測定Cu的相對原子質量，當活潑金屬作陽極時，陽極上金屬失電子而不是電解質溶液中陰離子失電子，再結合物質之間的關系計算，題目難度中等．