Question

在500 g CuSO₄溶液中插入两根电极，一根为铁，另一根为含杂质锌均匀的粗铜，通电一段时间后切断电源，立即将电极取出，这时铁极上析出7.04 g Cu，电解质溶液增重0.02 g。求粗铜锌的质量分数。(提示：粗铜溶解时，锌和铜按照粗铜中成分的组分比成比例溶解)

Answer 1

  Cu²⁺+2e^-Cu

          2 mol  64 g

           n(e^-)  7.04 g

Cu²⁺+ZnCu+Zn²⁺　～　Δm　～　2e^-

          65 g                         1 g       2 mol

         m(Zn)                    0.02 g      n(e^-)

n(e^-)=0.22 mol

m(Zn)=1.3 g

n(e^-)=0.04 mol

Cu　-　2e^-Cu²⁺

64 g    2 mol

m(Cu)  0.22 mol-0.04 mol

m(Cu)=5.76 g

解析：含杂质锌均匀的粗铜作阳极，铁极作阴极，CuSO₄溶液作电解液，阳极：Zn－2e^-Zn²⁺、Cu-2e^-Cu²⁺；阴极：Cu²⁺+2e^-Cu；铁极上析出7.04 g Cu，可知Cu²⁺得到了0.22 mol 的电子，电解质溶液增重0.02 g，由于阳极：Zn－2e^-Zn²⁺，而阴极：Cu²⁺+2e^-Cu，造成的质量差。