Question

某研究性學(xué)習(xí)小組用電解CuSO₄溶液的方法測(cè)定銅的相對(duì)原子質(zhì)量（裝置如圖），實(shí)驗(yàn)中測(cè)得某電極的質(zhì)量增重為m g，已知氧元素相對(duì)原子質(zhì)量為16．請(qǐng)回答：
（1）m g應(yīng)為

 

極的質(zhì)量增重（填A(yù)或B），電解總反應(yīng)的離子方程式為

 

；
（2）本實(shí)驗(yàn)（電解CuSO₄溶液）中，學(xué)習(xí)小組采用兩套方案測(cè)定銅的相對(duì)原子質(zhì)量．
①第一套方案中，同學(xué)們測(cè)得氣體的體積為V L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則銅的相對(duì)原子質(zhì)量是（用m、V表示）

 

；
②第二套方案中，以下數(shù)據(jù)需要測(cè)定的是（填序號(hào)）

 

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

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理,電解原理

專題：電化學(xué)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(zhì)量與陰極析出Cu的質(zhì)量相等，無法計(jì)算Cu的相對(duì)原子質(zhì)量，所以A為陰極、B為陽極，Cu作陰極、石墨作陽極時(shí)，電解CuSO₄溶液，陽極上氫氧根離子放電、陰極上銅離子放電，質(zhì)量增加的電極為陰極，同時(shí)溶液中還生成硫酸；
（2）①陽極上生成氧氣，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計(jì)算Cu的相對(duì)原子質(zhì)量；
②還可以根據(jù)析出Cu和生成氧氣的關(guān)系式計(jì)算、析出Cu和生成硫酸的關(guān)系式計(jì)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(zhì)量與陰極析出Cu的質(zhì)量相等，無法計(jì)算Cu的相對(duì)原子質(zhì)量，所以A為陰極、B為陽極，實(shí)驗(yàn)中測(cè)得某電極的質(zhì)量增重為m g，則應(yīng)該為A極；
Cu作陰極、石墨作陽極時(shí)，電解CuSO₄溶液，陽極上氫氧根離子放電、陰極上銅離子放電，質(zhì)量增加的電極為陰極，同時(shí)溶液中還生成硫酸，電池反應(yīng)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(shí)，M（Cu）=

22.4L/mol×mg

2VL

=

11.2m

V

g/mol，Cu的相對(duì)原子質(zhì)量與其摩爾質(zhì)量在數(shù)值上相等，所以Cu的相對(duì)原子質(zhì)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(jì)算Cu的相對(duì)原子質(zhì)量，還可以根據(jù)析出Cu的質(zhì)量、生成氧氣的質(zhì)量之間的關(guān)系式計(jì)算，生成氧氣的質(zhì)量等于整套裝置減少的質(zhì)量；
還可以根據(jù)析出Cu的質(zhì)量、硫酸的物質(zhì)的量之間的關(guān)系式計(jì)算，要計(jì)算硫酸的物質(zhì)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(jì)算出溶液中H⁺的物質(zhì)的量濃度）；
故選ab或acd．

點(diǎn)評(píng)：本題以電解原理為載體考查了實(shí)驗(yàn)測(cè)定Cu的相對(duì)原子質(zhì)量，當(dāng)活潑金屬作陽極時(shí)，陽極上金屬失電子而不是電解質(zhì)溶液中陰離子失電子，再結(jié)合物質(zhì)之間的關(guān)系計(jì)算，題目難度中等．