Question

某研究性學習小組的學生在一次活動中，設計出如下方案來測定銅的相對原子質量：

指導教師認為此方案可行，提供了一瓶含有一定量H₂SO₄、Fe₂(SO₄)₃雜質的CuSO₄溶液及其他相關藥品、器材。

(1)同學們首先討論不純的CuSO₄溶液是否需要提純。假設你是學習小組的學生，請闡明你的看法。(結合你的意見，只需選擇a、b兩小題中一題作答，另一問不必回答)

a．需要提純，加入________(填寫試劑化學式)，反應后經過濾即可提純CuSO₄溶液。

b．不必提純，理由是

________________________________________________________________________。

(2)用銅和石墨兩個電極電解CuSO₄溶液時，銅電極應接電源的________極，石墨電極上的電極反應式是________________________________________；另一極的反應式是

________________________________________________________________________。

(3)該實驗測得銅的相對原子質量是

________________________________________________________________________

(用含m、V的代數式表示)。

 

Answer 1

【答案】

(1)a.CuO[或Cu(OH)₂或CuCO₃]

(2)負　4OH^－－4e^－=2H₂O＋O₂↑　Cu^2＋＋2e^－=Cu

(3)

【解析】

試題分析：(1)雜質會影響CuSO₄溶液的電解，因為Fe^3＋的氧化性比Cu^2＋強，電解時會優先放電，所以必須提純。可以加入CuO、Cu(OH)₂或CuCO₃等物質，調節溶液的酸堿性，使Fe^3＋以Fe(OH)₃的形式沉淀出來，過濾除去。

(2)因為陰極上必須有Cu^2＋放電，所以銅只能作為陰極，只能與電源的負極相連，石墨作陽極，OH^－放電。

(3)根據電解反應方程式2CuSO₄＋2H₂O2Cu＋2H₂SO₄＋O₂↑可知，生成的銅的物質的量和氧氣的物質的量之比是2:1，則，解得M(Cu)＝。

考點：考查物質的提純、電極名稱和電解產物的判斷、電極反應式的書寫以及相對原子質量的計算

點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題以電解硫酸銅測定銅原子的相對原子質量為載體，旨在考查學生靈活運用電解原理解決實際問題的能力，有利于培養學生的邏輯推理能力和規范嚴謹的實驗設計能力，提升學生的學科素養。