已知在pH為4-5的環(huán)境中,Cu2+幾乎不水解,而Fe3+幾乎完全水解.某學生欲用電解純凈的CuSO4溶液的方法,根據(jù)電極上析出銅的質(zhì)量以及電極上產(chǎn)生氣體的體積來測定銅的相對原子質(zhì)量.其實驗過程如下圖所示:

(1)符合條件的A可能是
cd
cd

a.NH3?H2O      b.Cu    c.CuO    d.Cu(OH)2
(2)過濾操作中用到的玻璃儀器有
燒杯、玻璃棒、漏斗
燒杯、玻璃棒、漏斗
;步驟②中所用的部分儀器如圖,則A連接直流電源的
極,B電極上發(fā)生的電極反應為
40H--4e-═02↑+2H20
40H--4e-═02↑+2H20

(3)電解開始一段時間后,在U形管中觀察到的現(xiàn)象有
銅棒變粗,石墨極上有氣泡生成,溶液的顏色變淺
銅棒變粗,石墨極上有氣泡生成,溶液的顏色變淺
電解的離子方程式為
2Cu2++2H20
 電解 
.
 
2Cu+4H++02
2Cu2++2H20
 電解 
.
 
2Cu+4H++02

(4)下列實驗操作中必要的是(填字母)
ABDE
ABDE

A.稱量電解前電極的質(zhì)量
B.電解后,電極在烘干稱重前,必須用蒸餾水沖洗
C.刮下電解后電極上析出的銅,并清洗、稱重
D.電極在烘干稱重的操作中必須按“烘干-稱重-再烘干-再稱重”進行
E.在有空氣存在的情況下,烘干電極必須采用低溫烘干的方法
(5)銅的相對原子質(zhì)量為
11200n
V
11200n
V
(用帶有n、V的計算式表示).
分析:(1)鐵離子水解,調(diào)節(jié)pH可使鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀而除去;
(2)過濾需要漏斗、燒杯、玻璃棒等儀器;A端生成Cu,則A為陰極,B為陽極;
(3)電解發(fā)生2Cu2++2H20
 電解 
.
 
2Cu+4H++02↑,以此分析現(xiàn)象;
(4)根據(jù)電極上析出銅的質(zhì)量以及電極上產(chǎn)生氣體的體積來測定銅的相對原子質(zhì)量,則需要稱量電解前后電極的質(zhì)量;
(5)根據(jù)電子守恒可知,2Cu~02↑,以此計算.
解答:解:(1)鐵離子水解,調(diào)節(jié)pH可使鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀而除去,Cu與氫離子不反應,加氨水會引入雜質(zhì),選cd均是鐵離子水解平衡正向移動,完全轉(zhuǎn)化為沉淀,
故答案為:cd;
(2)過濾需要漏斗、燒杯、玻璃棒等儀器;A端生成Cu,則A為陰極,與電源負極相連,B為陽極,陽極反應為40H--4e-═02↑+2H20,
故答案為:燒杯、玻璃棒、漏斗;負; 40H--4e-═02↑+2H20;
(3)電解發(fā)生2Cu2++2H20
 電解 
.
 
2Cu+4H++02↑,觀察到銅棒變粗,石墨極上有氣泡生成,溶液的顏色變淺,
故答案為:銅棒變粗,石墨極上有氣泡生成,溶液的顏色變淺;2Cu2++2H20
 電解 
.
 
2Cu+4H++02↑;
(4)根據(jù)電極上析出銅的質(zhì)量以及電極上產(chǎn)生氣體的體積來測定銅的相對原子質(zhì)量,則需要稱量電解前后電極的質(zhì)量,
A.實驗之前應稱量電解前電極的質(zhì)量,故正確
B.電解后,電極在烘干稱重前,必須用蒸餾水沖洗,減少誤差,故正確;
C.刮下電解后電極上析出的銅,并清洗、稱重,操作不精確,難得到準確的Cu的質(zhì)量,故錯誤;
D.電極在烘干稱重的操作中必須按“烘干-稱重-再烘干-再稱重”進行,防止Cu被氧化,故正確;
E.在有空氣存在的情況下,烘干電極必須采用低溫烘干的方法,防止Cu被氧化,故正確;
故答案為:ABDE;
(5)設Cu的相對原子質(zhì)量為x,
根據(jù)電子守恒可知,2Cu~02↑,則
                 2x    1
                 ng    
V×10-3L
22.4L/mol

2x×
V×10-3L
22.4L/mol
=n,
解得x=
11200n
V
,故答案為:
11200n
V
點評:本題考查實驗方案的設計,涉及電解原理及相對原子質(zhì)量的測定,注意電解中電子守恒即可解答,(4)為解答的易錯點,題目難度中等.
練習冊系列答案
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已知在pH為4—5的環(huán)境中,Cu2+幾乎不水解,而Fe3+幾乎完全水解。某學生欲用電解純凈CuSO4溶液的方法,并根據(jù)電極上析出銅的質(zhì)量以及電極上產(chǎn)生氣體的體積來測定銅的相對原子質(zhì)量。其實驗流程如下:

                     圖4-16

試回答下列問題:

(1)步驟①所加入的A的化學式為________________,加入A的作用是___________________,

(2)步驟②中所用部分儀器如圖4-16所示,則A應接直流電源的__________極。

(3)電解開始后一段時間,在U形管內(nèi)可觀察到的現(xiàn)象是____________,其電解總反應的離子方程式為________________________。

(4)下列實驗操作屬必要的是__________(填字母,下同),屬不必要的是________________。

A.稱量電解前電極的質(zhì)量

B.電解后電極在烘干、稱量前,必須用蒸餾水沖洗

C.刮下電解后電極上的銅,并清洗、稱量

D.電極在烘干稱量的操作必須按烘干→稱量→再烘干→再稱量進行兩次

E.在有空氣存在的情況下,電極烘干必須采用低溫烘干法

(5)銅的相對原子質(zhì)量為______________________。

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(1)向含有少量Fe2(SO43和稀H2SO4的CuSO4溶液中,加入稍過量的黑色粉末A攪拌、過濾,得到較純凈的CuSO4溶液。A的化學式為______________,加入A的作用是__________________________。

(2)將較純凈的CuSO4溶液放入上圖所示的裝置中進行電解,石墨電極上的電極反應式為_____________,電解反應的離子方程式為__________________________。

(3)實驗完成后,石墨電極產(chǎn)生標準狀況下的氣體V mL,銅電極增重a g,則Cu的相對原子質(zhì)量(用帶有a、V的計算式表示)為_____________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

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圖4-16

試回答下列問題:

(1)步驟①所加入的A的化學式為________________,加入A的作用是___________________,

(2)步驟②中所用部分儀器如圖4-16所示,則A應接直流電源的__________極。

(3)電解開始后一段時間,在U形管內(nèi)可觀察到的現(xiàn)象是____________,其電解總反應的離子方程式為________________________。

(4)下列實驗操作屬必要的是__________(填字母,下同),屬不必要的是________________。

A.稱量電解前電極的質(zhì)量

B.電解后電極在烘干、稱量前,必須用蒸餾水沖洗

C.刮下電解后電極上的銅,并清洗、稱量

D.電極在烘干稱量的操作必須按烘干→稱量→再烘干→再稱量進行兩次

E.在有空氣存在的情況下,電極烘干必須采用低溫烘干法

(5)銅的相對原子質(zhì)量為______________________。

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(1)符合條件的A可能是______
a.NH3?H2O      b.Cu    c.CuO    d.Cu(OH)2
(2)過濾操作中用到的玻璃儀器有______;步驟②中所用的部分儀器如圖,則A連接直流電源的______極,B電極上發(fā)生的電極反應為______.
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