Question

某學生試圖用電解法根據電極上析出物質的質量來驗證阿伏加德羅常數值，其實驗方案的要點為：

①用直流電電解氯化銅溶液，所用儀器如下圖。

②強度為I A，通電時間為t s后，精確測得某電極上析出的銅的質量為m g。

試回答：

(1)這些儀器的正確連接順序為(用圖中標注儀器接線柱的英文字母表示，下同)

E接____________，C接____________，____________接F。

實驗線路中的電流方向為________→_______→________→C→________→________

(2)寫出B電極上發生反應的離子方程式____________，G試管中淀粉KI溶液變化的現象為____________，相應的離子方程式是____________。

(3)為精確測定電極上析出銅的質量，所必需的實驗步驟的先后順序是____________。

①稱量電解前電極質量 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低溫烘干電極后稱量 ⑤低溫烘干刮下的銅后稱量 ⑥再次低溫烘干后稱量至恒重

(4)已知電子的電量為1.6×10^{－19 C}。試列出阿伏加德羅常數的計算表達式：N_A=____________。

Answer 1

(1)D    A   B   F   B   A   D   E

(2)2Cl^－－2e^－====Cl₂↑ 變藍色  Cl₂＋2I^－====2Cl^－＋I₂↓

(3)①③④⑥

(4)N_A=mol^－1

解析:

(1)B電極上應產生Cl₂：

2Cl^－－2e^－====Cl₂↑

B極上流出電子，電子進入直流電源的正極，即F極，由此可得儀器連接順序及電流方向。

(2)B中產生Cl₂，Cl₂進入G中與KI反應，有I₂生成，I₂使淀粉變藍色。

(3)鍍在A電極上的Cu是沒必要刮下的，也無法刮干凈，還能將A電極材料刮下，故②⑤兩步須排除在外。

(4)由電學知識，可求電量Q：

Q=I A×t s=It C

由此可求出通過的電子個數：

N(e^－)=

其物質的量為：

n(e^－)=

而電子個數與Cu的關系為：

Cu^2＋＋2e^－====Cu

根據生成Cu m g得：

 =×

N_A可求。