Question

（2010?南昌二模）为了粗略测定Zn、Cu合金中Zn、Cu原子个数比，某学习小组拟用电解原理设计如图装置进行定量测定（假设电解时锌制按合金中锌铜原子个数比均匀放电），下列实验设计最合理的是（　　）

A．a为合金样品，b为纯铜，x为ZnSO₄溶液，测定a的质量减少，b的质量增加

B．a为纯铜，b为合金样品，x为CuSO₄溶液，测定a的质量减少，b的质量增加

C．a为合金样品，b为纯铜，a为CuSO₄溶液，测定b的质量增加及x溶液的质量增加

D．a为合金样品，b为纯铜，x为ZnSO₄溶液，测定b的质量增加及x溶液的质量增加

Answer 1

分析：该装置是电解池，阳极上金属失电子发生氧化反应，阴极上铜离子得电子发生还原反应，所以阴极上增加的质量是铜的质量，溶液中增加的质量为溶解锌的质量与通过相同电子时析出铜的质量差，根据质量差可以计算溶解的锌的物质的量，再根据氧化还原反应中得失电子数相等计算合金上铜的物质的量，从而计算铜和锌的原子个数之比．

解答：解：该装置是电解池，阳极上金属失电子发生氧化反应，阴极上铜离子得电子发生还原反应，所以阴极上增加的质量是铜的质量，溶液中增加的质量为溶解锌的质量与通过相同电子时析出铜的质量差，根据质量差可以计算溶解的锌的物质的量，再根据氧化还原反应中得失电子数相等计算合金上铜的物质的量，从而计算铜和锌的原子个数之比；
A、a为合金样品，b为纯铜，x为ZnSO₄溶液，测定a的质量减少的是铜和锌，b的质量增加是铜，开始析出的气体不能计算测定，故A错误；
B、a为纯铜，b为合金样品，x为CuSO₄溶液，属于电镀装置，测定a的质量减少和b的质量增加相同，都是铜的质量，不能测定锌的量，故B错误；
C、为合金样品，b为纯铜，a为CuSO₄溶液，测定b的质量增加为铜的质量，x溶液的质量增加，为进入的锌离子和析出的铜离子质量差，依据析出铜计算电子转移，结合电子守恒计算得到，故C正确；
D、a为合金样品，b为纯铜，x为ZnSO₄溶液，测定b的质量增加是铜，电极开始生成的气体不能测定，x溶液的质量增加是锌和铜，不能计算样品中Zn、Cu原子个数比，故D错误；
故选C．

点评：本题以电解池原理为载体考查了物质的量的有关计算，明确溶液中质量增加的量是什么是解本题的关键，然后根据得失电子数相等计算铜的物质的量，从而确定铜和锌的个数之比，题目难度中等．