由實驗得知,用電解法將電解液中的金屬離子還原為金屬單質(zhì)時,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,通電時間為t,銀的相對原子質(zhì)量為A,金屬銀的密度為ρ,求鍍層的厚度d。

解析:(1)由題意可知F=,其中na乘積為轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量,所以法拉第常數(shù)F的含義是1 mol電子的電荷量,即F=NA×e,代入數(shù)據(jù)可得

F=NA×e=1.60×10-19 C×6.023×1023 mol-1=9.64×104 C·mol-1

(2)1 kg 銅的物質(zhì)的量n==15.6 mol,銅離子a=2,則電量Q=Fna=9.64×104 C·mol-1×15.6 mol×2=3.0×106 C。

(3)由電解原理可知:待鍍金屬作陰極,鍍層金屬作陽極。確定銅球是陰極,陽極材料是銀。由電解定律可得出通過的電荷量Q=Fna,其中a=1,析出銀的物質(zhì)的量n=

則可推知厚度d=

答案:(1)F=9.64×104 C·mol-1

(2)Q=3.0×106 C

(3)陰極;銀;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

由實驗得知,用電解法將電解液中的金屬離子還原為金屬單質(zhì)時,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a的乘積,其比例系數(shù)F是一個恒量,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

由實驗得知,用電解法將電解液中的金屬離子還原為金屬單質(zhì)時,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a的乘積,其比例系數(shù)F是一個恒量,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´10-19CCu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)若電流強度為I,通電時間為t,銀的相對原子質(zhì)量為A,金屬銀的密度為r,求鍍層的厚度d(用題中的符號表示)。

 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:038

由實驗得知,用電解法將電解液中的金屬離子還原為金屬單質(zhì)時,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a的乘積,其比例系數(shù)F是一個恒量,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´10-19CCu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)若電流強度為I,通電時間為t,銀的相對原子質(zhì)量為A,金屬銀的密度為r,求鍍層的厚度d(用題中的符號表示)。

 

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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。現(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)。

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,當(dāng)電流為I,通電時間為t(單位:分鐘)時,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個電子的電荷量為Q,銅的摩爾質(zhì)量為M,則計算阿伏加德羅常數(shù)NA的算式為(    )

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

(4)由實驗得知,用電解法將電解液中的金屬離子還原為金屬單質(zhì)時,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,通電時間為t,銀的相對原子質(zhì)量為A,金屬銀的密度為ρ,求鍍層的厚度d(用本題中的符號表示)。

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