Question

一个课外兴趣小组对某只含Cu、Fe的合金成分含量进行分析（装置见图）．方法：
按图示取a g的Cu、Fe合金和纯铜做为电极，电解液里是含足量的Cu²⁺离子．接通电源进行实验，一直通电到Cu、Fe合金刚好全部溶解时为止．实验结果是：发现在通电实验过程中两电极均无气体产生，纯铜电极上质量增加19.2g，电解液的质量减少0.8g．请回答：
（1）写出电极反应：阳极

 

；阴极

 

．
（1）该合金中Cu和Fe的物质的量之比是

 

．
（3）若另取该合金a g把该Cu、Fe合金与足量的稀硝酸反应后，在溶液中再加入NaOH，能得到的最大沉淀量是

 

g．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）装置图分析，合金做阳极，纯铜做阴极，依据电解原理书写电极反应；
（2）依据电解过程中电极质量变化，电解质溶液质量变化，和电解过程中电子守恒计算；
（3）铜和铁与足量稀硝酸反应生成硝酸铜，硝酸铁，加入氢氧化钠溶液生成沉淀为氢氧化铜、氢氧化铁．

解答： 解：（1）装置图分析，合金做阳极，纯铜做阴极，阳极电极反应为Fe-2e^-=Fe²⁺、Cu-2e^-=Cu²⁺，阴极电极反应Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺、Cu-2e^-=Cu²⁺；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）通电实验过程中两电极均无气体产生，纯铜电极上质量增加19.2g，物质的量=

19.2g

64g/mol

=0.3mol，Cu²⁺+2e^-=Cu，依据电极反应计算得到电子转移为0.6mol，电解液的质量减少0.8g是发生反应Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，依据化学方程式计算，设合金中Fe物质的量为x，Cu物质的量为y，则2x+2y=0.6，
  Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，△m
1mol                8g
x                   8x
8x=0.8，
x=0.1mol，y=0.2mol
合金中Cu和Fe的物质的量之比是0.2：0.1=2：1，
故答案为：2：1；
（3）a g的Cu、Fe合金和纯铜做为电极，电解液里是含足量的Cu²⁺离子．接通电源进行实验，一直通电到Cu、Fe合金刚好全部溶解时为止，依据（2）计算可知，ag合金中铁为0.1mol，铜物质的量为0.2mol，铜和铁与足量稀硝酸反应生成硝酸铜，硝酸铁，加入氢氧化钠溶液生成沉淀为氢氧化铜，氢氧化铁，依据元素守恒计算得到沉淀最大量=0.1mol×10.7g/mol+0.2mol×98g/mol=30.3g，
故答案为：30.3．

点评：本题考查了电解原理的分析应用，电极反应和电子守恒的计算是关键，题目难度中等．