Question

如圖：以一銅鋅合金為陽極，一純銅為陰極（起始時兩電極質(zhì)量相等），進(jìn)行電解，電解液為硫酸銅溶液，當(dāng)外電路有1.806×10²³個電子轉(zhuǎn)移時，陰極比陽極重19.25g，求銅鋅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（已知：電極反應(yīng)式為  陽極：Zn-2e^-=Zn²⁺、Cu-2e^-=Cu²⁺陰極：Cu²⁺+2e^-=Cu  ）

Answer 1

電解時，設(shè)陽極上消耗鋅的物質(zhì)的量為xmol，消耗銅ymol，
轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為

1.806×1023個

6.02×1023個/mol

=0.3mol
Zn-2e^-=Zn²⁺
1  2
x  2x
Cu-2e^-=Cu²⁺
1  2
y  2y
所以陽極失電子的物質(zhì)的量為2x+2y=0.3mol①，
Cu²⁺+2e^-=Cu  
    2mol 1mol
  0.3mol  0.15mol
所以生成的銅的質(zhì)量為 0.15mol×64g/mol=9.6g，
兩電極上的質(zhì)量差為：陰極上增加的質(zhì)量加上陽極上減少的質(zhì)量=9.6g+65x+64y=19.25g②
所以①②②組成方程組為

2x+2y=0.3mol 9.6g+65x+64y=19.25g

解得

x=0.05 y=0.1

銅鋅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

64g/mol×0.1mol

64g/mol×0.1mol+65g/mol×0.05mol

×100%=66.3%．
答：銅鋅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為66.3%．