Question

某研究性學(xué)習(xí)小組的學(xué)生在一次活動(dòng)中，設(shè)計(jì)出如下方案來測定銅的相對(duì)原子質(zhì)量：

指導(dǎo)教師認(rèn)為此方案可行，提供了一瓶含有一定量H₂SO₄、Fe₂(SO₄)₃雜質(zhì)的CuSO₄溶液及其他相關(guān)藥品、器材。

(1)同學(xué)們首先討論不純的CuSO₄溶液是否需要提純。假設(shè)你是學(xué)習(xí)小組的學(xué)生，請(qǐng)闡明你的看法。(結(jié)合你的意見，只需選擇a、b兩小題中一題作答，另一問不必回答)

a．需要提純，加入________(填寫試劑化學(xué)式)，反應(yīng)后經(jīng)過濾即可提純CuSO₄溶液。

b．不必提純，理由是

________________________________________________________________________。

(2)用銅和石墨兩個(gè)電極電解CuSO₄溶液時(shí)，銅電極應(yīng)接電源的________極，石墨電極上的電極反應(yīng)式是________________________________________；另一極的反應(yīng)式是

________________________________________________________________________。

(3)該實(shí)驗(yàn)測得銅的相對(duì)原子質(zhì)量是

________________________________________________________________________

(用含m、V的代數(shù)式表示)。

 

Answer 1

【答案】

(1)a.CuO[或Cu(OH)₂或CuCO₃]

(2)負(fù)　4OH^－－4e^－=2H₂O＋O₂↑　Cu^2＋＋2e^－=Cu

(3)

【解析】

試題分析：(1)雜質(zhì)會(huì)影響CuSO₄溶液的電解，因?yàn)镕e^3＋的氧化性比Cu^2＋強(qiáng)，電解時(shí)會(huì)優(yōu)先放電，所以必須提純。可以加入CuO、Cu(OH)₂或CuCO₃等物質(zhì)，調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，使Fe^3＋以Fe(OH)₃的形式沉淀出來，過濾除去。

(2)因?yàn)殛帢O上必須有Cu^2＋放電，所以銅只能作為陰極，只能與電源的負(fù)極相連，石墨作陽極，OH^－放電。

(3)根據(jù)電解反應(yīng)方程式2CuSO₄＋2H₂O2Cu＋2H₂SO₄＋O₂↑可知，生成的銅的物質(zhì)的量和氧氣的物質(zhì)的量之比是2:1，則，解得M(Cu)＝。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)的提純、電極名稱和電解產(chǎn)物的判斷、電極反應(yīng)式的書寫以及相對(duì)原子質(zhì)量的計(jì)算

點(diǎn)評(píng)：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題以電解硫酸銅測定銅原子的相對(duì)原子質(zhì)量為載體，旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用電解原理解決實(shí)際問題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。