Question

按右圖的裝置進行電解實驗：A極是銅鋅合金，B極為純銅，電解質中含有足量的銅離子．通電一段時間后，若A極恰好全部溶解，此時B極質量增加7.68g，溶液質量增加0.03g，則A合金中Cu、Zn原子個數比為（　　）

A．1：3

B．3：1

C．2：1

D．任意比

Answer 1

分析：該裝置是電解池，陽極上金屬失電子發生氧化反應，陰極上銅離子得電子發生還原反應，所以陰極上增加的質量是銅的質量，溶液中增加的質量為溶解鋅的質量與通過相同電子時析出銅的質量差，根據質量差可以計算溶解的鋅的物質的量，再根據氧化還原反應中得失電子數相等計算合金上銅的物質的量，從而計算銅和鋅的原子個數之比．

解答：解：B極上析出的是銅，B極質量增加7.68g，其物質的量=

7.68g

64g/mol

=0.12mol；
陽極上溶解鋅時，陰極上析出銅，所以溶液質量增加的質量為鋅和銅的質量差，溶液質量增加0.03g，即鋅和銅的質量差為0.03g．
設鋅的物質的量為x．
Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu  質量增加
1mol               1g
x                  0.03g
x=0.03mol．
即合金中鋅的物質的量是0.03mol．
根據氧化還原反應中得失電子數相等知，陽極上鋅和銅失去的電子數等于陰極上銅離子得到的電子，設銅的物質的量為y．
0.03mol×2+2y=0.12mol×2
y=0.09mol，
所以銅和鋅的物質的量之比為0.09mol：0.03mol=3：1，所以銅和鋅的原子個數之比是3：1，故選A．

點評：本題以原電池原理為載體考查了物質的量的有關計算，明確溶液中質量增加的量是什么是解本題的關鍵，然后根據得失電子數相等計算銅的物質的量，從而確定銅和鋅的個數之比．