Question

14．在500g CuSO₄溶液中插入兩根電極，一根為鐵，一根為含雜質鋅均勻的粗銅．通電一段時間后切斷電源，立即將電極取出，這時鐵極上析出7.04g銅，電解質溶液增重0.02g．求粗銅中含鋅的質量分數．

Answer 1

分析 電解時，陽極發生Zn-2e^-=Zn²⁺，可能發生Cu-2e^-=Cu²⁺，陰極發生Cu²⁺+2e^-=Cu，精銅極上增重7.04g，為Cu的質量，則n（Cu）=$\frac{7.04g}{64g/mol}$=0.11mol，轉移0.22mol電子，如陽極只發生Zn-2e^-=Zn²⁺，則消耗m（Zn）=0.11mol×65g/mol=7.15g，電解質溶液增重7.15g-7.04g=0.11g，而電解質溶液增重0.02g，說明一定發生Cu-2e^-=Cu²⁺，以此解答該題．

解答 解：陰極發生Cu²⁺+2e^-=Cu，精銅極上增重7.04g，為Cu的質量，則n（Cu）=$\frac{7.04g}{64g/mol}$=0.11mol，轉移0.22mol電子，如陽極只發生Zn-2e^-=Zn²⁺，則消耗m（Zn）=0.11mol×65g/mol=7.15g，電解質溶液增重7.15g-7.04g=0.11g，而電解質溶液增重0.02g，說明一定發生Cu-2e^-=Cu²⁺，
設陽極有xmolZn、ymolCu參加反應，則65x+64y=7.04+0.02，xx+y=0.11解得x=0.02，y=0.09，
所以粗銅中鋅的質量分數為$\frac{0.02×65}{0.02×65+0.09×64}$×100%=18.4%，
答：粗銅中鋅的質量分數為18.4%．

點評 本題考查電解知識，為高頻考點，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意把握電解的原理以及質量的變化，難度中等．