如图:以一铜锌合金为阳极,一纯铜为阴极(起始时两电极质量相等),进行电解,电解液为硫酸铜溶液,当外电路有1.806×1023个电子转移时,阴极比阳极重19.25g,求铜锌合金中铜的质量分数.(已知:电极反应式为  阳极:Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+阴极:Cu2++2e-=Cu  )

问题描述:

如图:以一铜锌合金为阳极,一纯铜为阴极(起始时两电极质量相等),进行电解,电解液为硫酸铜溶液,当外电路有1.806×1023个电子转移时,阴极比阳极重19.25g,求铜锌合金中铜的质量分数.
(已知:电极反应式为  阳极:Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+阴极:Cu2++2e-=Cu  )

电解时,设阳极上消耗锌的物质的量为xmol,消耗铜ymol,转移的电子的物质的量为1.806×1023个6.02×1023个/mol=0.3molZn-2e-=Zn2+1  2x  2xCu-2e-=Cu2+1  2y  2y所以阳极失电子的物质的量为2x+...
答案解析:电解时,阳极材料是较活泼的金属,在电流的作用下合金失电子,阴极上铜离子得电子,两电极的质量差为:阴极上增加的质量加上阳极上减少的质量;根据反应方程式列方程组求出铜、锌的质量,再根据质量分数公式计算即可.
考试点:原电池和电解池的工作原理.
知识点:本题以电解原理为载体考查了有关氧化还原反应的计算,计算时要注意:两电极上的质量差为阴极上增加的质量加上阳极上减少的质量,只有明确两电极的质量差才能正确解答本题.