Question

某學(xué)生用電解法根據(jù)電極上析出物質(zhì)的質(zhì)量來驗(yàn)證阿伏加德羅常數(shù)值，裝置如圖所示．
（1）A和B為兩石墨電極，則B應(yīng)與直流電源的

正

極相連．
（2）寫出B電極上電極反應(yīng)式

2Cl^--2e^-═Cl₂↑

，試管中淀粉KI溶液變化的現(xiàn)象為

變藍(lán)色

，相應(yīng)的離子方程式為

Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-

．
（3）為精確測定電極上析出銅的質(zhì)量，有下列實(shí)驗(yàn)步驟：
①稱量電解前電極質(zhì)量；
②刮下電解后電極上的銅并清洗；
③用蒸餾水清洗電解后電極；
④低溫烘干電極稱量；
⑤低溫烘干刮下的銅稱量；
⑥再次低溫烘干后稱量到恒重．
實(shí)驗(yàn)步驟的先后順序應(yīng)是

①③④⑥

．
（4）通電電流為I A，通電t s后精確測得銅的質(zhì)量為m g，已知電子的電量為1.6×10^-19C，試寫出阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算表達(dá)式：N_A=

64It

2m×1.6×10-19

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)裝置圖分析電解氯化銅溶液過程中兩個電極分別生成銅和氯氣，所以B端是生成氯氣為電解池的陽極，與電源正極連接；A為電解池的陰極，與電源負(fù)極連接，電極上析出銅；
（2）裝置圖分析電解氯化銅溶液過程中兩個電極分別生成銅和氯氣，所以B端是生成氯氣為電解池的陽極，與電源正極連接；生成的氯氣通過淀粉碘化鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘單質(zhì)，遇到淀粉變藍(lán)；
（3）需要準(zhǔn)確稱量生成銅的質(zhì)量，銅電極前后質(zhì)量之差為生成的Cu的質(zhì)量，Cu電解表面會附著離子，應(yīng)清洗除去，由于銅與氧氣發(fā)生反應(yīng)，在空氣存在情況下，應(yīng)低溫烘干，稱量兩次之差小于天平的精確度，說明烘干；
（4）當(dāng)電流強(qiáng)度為IA，通電時間為ts鐘內(nèi)，通過的總電量為：Q=ItC，計(jì)算電子物質(zhì)的量，依據(jù)析出銅的質(zhì)量和電極電子守恒解釋計(jì)算得到；

解答：解：（1）由于U形管右側(cè)有一處理氣體的支管，所以可斷定B電極為有Cl₂生成的一極，即為陽極，和電源的正極連接；
故答案為：正；
（2）電解CuCl₂，陰、陽兩極的電極反應(yīng)式為：
陰極：Cu²⁺+2e=Cu；陽極：2Cl^--2e=Cl₂↑
生成的Cl₂通入G試管，與KI反應(yīng)，置換出I₂，Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-；I₂可使淀粉溶液呈現(xiàn)藍(lán)色；
故答案為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；變藍(lán)色； Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-；
（3）需要準(zhǔn)確稱量生成銅的質(zhì)量，銅電極前后質(zhì)量之差為生成的Cu的質(zhì)量，Cu電解表面會附著離子，應(yīng)清洗除去，由于銅與氧氣發(fā)生反應(yīng)，在空氣存在情況下，應(yīng)低溫烘干，稱量兩次之差小于天平的精確度，說明烘干，故需要進(jìn)行①③④⑥操作，電極上刮下析出銅稱量的方法會造成誤差較大，不需要進(jìn)行②⑤操作；
故答案為：①③④⑥
（4）電解時，當(dāng)電流強(qiáng)度為IA，通電時間為ts鐘內(nèi)，通過的總電量為：Q=ItC，通過的電子的物質(zhì)的量=

It 1.6×10-19

NA

mol，由題意知陰極析出mgCu，依據(jù)電極反應(yīng)計(jì)算可知Cu²⁺+2e=Cu，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量=

m

64

×2mol，所以

It 1.6×10-19

NA

=

m

64

×2，得到N_A=

64It

2m×1.6×10-19

；
故答案為：

64It

2m×1.6×10-19

；

點(diǎn)評：本題考查了電解原理的分析應(yīng)用，電極判斷和電極反應(yīng)的分析判斷，將電學(xué)知識與電解原理相結(jié)合，并設(shè)置一個利用電解方法來驗(yàn)證阿佛加德羅常數(shù)的全新情境，具有一定的深度和靈活性，解題時應(yīng)將理化相關(guān)知識有機(jī)融合，方能解決相關(guān)問題，題目難度中等．