由實(shí)驗(yàn)得知，用電解法將電解液中的金屬離子還原為金屬單質(zhì)時(shí)，電極所通過的電量Q正比于金屬的物質(zhì)的量n和金屬離子化合價(jià)a的乘積，其比例系數(shù)F是一個(gè)恒量，稱為法拉第常數(shù)，它與金屬的種類無關(guān)。阿伏加德羅常數(shù)：NA=6.02´1023mol-1，電子電量：e=1.60´10-19C，Cu的摩爾質(zhì)量：64´10-3kg/mol。（1）試求出法拉第常數(shù)F（電量以庫侖為單位，保留三位有效數(shù)字）。（2）如果電解硫酸銅溶液獲得1kg的金屬銅，通過電解槽的電量是多少？（3）用電鍍的方法在半徑為R的銅殼表面上均勻鍍上很薄的銀層，在電解槽中銅球是陽極還是陰極？另一電極是什么材料？（4）若電流強(qiáng)度為I，通電時(shí)間為t，銀的相對(duì)原子質(zhì)量為A，金屬銀的密度為r，求鍍層的厚度d（用題中的符號(hào)表示）。

 

答案：
解析：

（1）9.64´104C×mol-1  （2）3.0´106  （3）陰極  Ag（4）d=

本題是一道涉及多學(xué)科知識(shí)的綜合題。解答此題除要有扎實(shí)的化學(xué)基本功外，還需物理、數(shù)學(xué)知識(shí)的密切配合。

（1）根據(jù)題意，得Q=Fan  ①  因F是一個(gè)與金屬種類無關(guān)的常數(shù)，現(xiàn)設(shè)電解時(shí)，1molAg+得到1mol電子被還原為1mol Ag，即Q=1.60´10-19´6.02´1023=9.64´104(C)，n=1mol，a=1，將上述數(shù)據(jù)代入①式，得F=9.64´104C/mol。

（2）1kgCu的物質(zhì)的量==15.6（mol），且Cu2+的a=2，故Q=Fan=9.64´104´2´15.6=3.0´106（C）。

（3）根據(jù)電鍍原理，鍍層金屬(Ag)作陽極材料，鍍件（Cu球）作陰極。

（4）由球體公式可得，鍍層銀的體積=p（R+d）3-pR3»4pR2d（因d值很�。滟|(zhì)量=4pR2dr中，故n(Ag)=。因Ag的a=1，所以Q=It=Fan=F×，整理得d=。

 


練習(xí)冊系列答案
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科目：高中化學(xué) 來源：桂壯紅皮書·高中同步系列·活題巧解巧練·高二化學(xué)（上） 題型：038

由實(shí)驗(yàn)得知，用電解法將電解液中的金屬離子還原為金屬單質(zhì)時(shí)，電路中所通過的電量Q正比于金屬的物質(zhì)的量n和金屬離子的化合價(jià)a的乘積，其比例系數(shù)F是一個(gè)恒量，稱為法拉第常數(shù)，它與金屬的種類無關(guān)．

(阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1，電子電量e＝1.60×10－19C，Al的摩爾質(zhì)量為27×10－3kg·mol－1)

(1)試求出法拉第常數(shù)F(電量以庫侖為單位，保留三位有效數(shù)字)．

(2)如果電解Al2O3獲得1kg的金屬鋁，通過電解槽的電量是多少？

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科目：高中化學(xué) 來源：物理教研室 題型：038

由實(shí)驗(yàn)得知，用電解法將電解液中的金屬離子還原為金屬單質(zhì)時(shí)，電極所通過的電量Q正比于金屬的物質(zhì)的量n和金屬離子化合價(jià)a的乘積，其比例系數(shù)F是一個(gè)恒量，稱為法拉第常數(shù)，它與金屬的種類無關(guān)。阿伏加德羅常數(shù)：NA=6.02´1023mol-1，電子電量：e=1.60´10-19C，Cu的摩爾質(zhì)量：64´10-3kg/mol。（1）試求出法拉第常數(shù)F（電量以庫侖為單位，保留三位有效數(shù)字）。（2）如果電解硫酸銅溶液獲得1kg的金屬銅，通過電解槽的電量是多少？（3）用電鍍的方法在半徑為R的銅殼表面上均勻鍍上很薄的銀層，在電解槽中銅球是陽極還是陰極？另一電極是什么材料？（4）若電流強(qiáng)度為I，通電時(shí)間為t，銀的相對(duì)原子質(zhì)量為A，金屬銀的密度為r，求鍍層的厚度d（用題中的符號(hào)表示）。

 

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

由實(shí)驗(yàn)得知，用電解法將電解液中的金屬離子還原為金屬單質(zhì)時(shí)，電極所通過的電荷量Q正比于金屬的物質(zhì)的量n和金屬離子化合價(jià)a的乘積，Q=F·na，其中F是一恒量，稱為法拉第常數(shù)，它與金屬的種類無關(guān)（阿伏加德羅常數(shù)NA=6.023×1023 mol－1，電子電荷量e=1.6×10－19 C，Cu的摩爾質(zhì)量：64×10－3 kg·mol－1）。

（1）試求出法拉第常數(shù)F（電量以庫侖為單位，保留三位有效數(shù)字）。

（2）如果電解硫酸銅溶液獲得1 kg的金屬銅，通過電解槽的電荷量是多少？

（3）用電鍍的方法在半徑為R的銅球表面均勻地鍍上很薄的銀層，在電鍍槽中銅球是陽極還是陰極？另一電極是什么材料？若電流為I，通電時(shí)間為t，銀的相對(duì)原子質(zhì)量為A，金屬銀的密度為ρ，求鍍層的厚度d。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，阿伏加德羅常數(shù)的測定手段越來越多，測定的精確度也越來越高�，F(xiàn)有一種簡單可行的測定方法，具體步驟為：

NaCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖

圖1-1-1

(1)將固體NaCl細(xì)粒干燥后，準(zhǔn)確稱取m g NaCl固體并轉(zhuǎn)移到定容儀器A中；

(2)用滴定管向A儀器中加苯，不斷振蕩，繼續(xù)加苯至A儀器的刻度，計(jì)算出NaCl固體的體積V cm3。

請回答下列問題：

①步驟(1)中A儀器最好使用__________ (填序號(hào))。

A.量筒                   B.燒杯               C.容量瓶              D.試管

②步驟(2)中用酸式滴定管還是用堿式滴定管__________，理由是____________________。

③能否用水代替苯__________，理由是___________________________________________。

④已知NaCl晶體中，靠得最近的Na+與Cl-間的平均距離為a cm(如圖1-1-1)，用上述測定方法測得的阿伏加德羅常數(shù)NA的表達(dá)式為_________________________________________。

(3)另一種方法是電解法，方法是：用鉑電極電解CuCl2溶液時(shí)，當(dāng)電流為I，通電時(shí)間為t(單位：分鐘)時(shí)，陰極增加的質(zhì)量為m，在陽極收集到氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為V。又知1個(gè)電子的電荷量為Q，銅的摩爾質(zhì)量為M，則計(jì)算阿伏加德羅常數(shù)NA的算式為(    )

A.It/QV                B.32It/mQ             C.672It/QV             D.30MIt/mQ

(4)由實(shí)驗(yàn)得知，用電解法將電解液中的金屬離子還原為金屬單質(zhì)時(shí)，電極所通過的電量Q正比于金屬的物質(zhì)的量n和金屬離子的化合價(jià)a的乘積，其比例系數(shù)F是一恒量，稱為法拉第常數(shù)。它與金屬的種類無關(guān)。

用電鍍法在半徑為R的銅球表面均勻鍍上很薄的銀層，在電解槽中銅球作__________極，另一電極材料是__________。若電流為I，通電時(shí)間為t，銀的相對(duì)原子質(zhì)量為A，金屬銀的密度為ρ,求鍍層的厚度d(用本題中的符號(hào)表示)。

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