阿伏加德羅常數(shù)(N
A)是一座“橋梁”,連接了宏觀世界和微觀世界的數(shù)量關系。通過電解法可測得N
A的數(shù)值。
已知:?。?個電子所帶電量為1.60×10
-19庫侖。
ⅱ.EDTA-2Na(乙二胺四乙酸二鈉)能形成可溶含銅配離子。
ⅲ.K
sp[Cu(OH)
2]=2.2×10
-20,K
sp(CuS)=6.3×10
-36。
【實驗一】用銅片和鉑絲為電極,電解硫酸酸化的CuSO
4溶液。測得通過電路的電量為x庫侖。電解完成后,取出銅片,洗凈晾干,銅片質量增加了mg。
(1)銅片應連接電源的
負極
負極
(填“正極”或“負極”),鉑絲尖端產(chǎn)生氣泡,其電極反應式為
2H2O-4e-=4H++O2↑
2H2O-4e-=4H++O2↑
。理論上,產(chǎn)生氣體與析出銅的物質的量之比為
1:2
1:2
。
(2)本實驗測得N
A=
mol
-1(列出計算式)。
【實驗二】為減少含重金屬電解液的使用,更換電解液,同時更換電極與電源的連接方式。電解完成后,取出銅片,洗凈晾干,銅片質量減小。
實驗 |
電解液 |
實驗現(xiàn)象 |
① |
0.25mol?L-1NaOH溶液 |
銅片表面為灰藍色 |
② |
0.25mol?L-1EDTA-2Na和0.25mol?L-1NaOH混合液(pH=8) |
銅片表面仍為紅色 |
(3)實驗①和②中各配制電解液500mL,使用的主要儀器有天平、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管和
500mL容量瓶
500mL容量瓶
。
(4)經(jīng)檢驗,實驗①中的灰藍色成分主要是Cu(OH)
2。從平衡移動角度解釋EDTA-2Na在測定N
A的數(shù)值中的作用:
EDTA-2Na與銅離子形成可溶銅配離子,降低溶液中的銅離子濃度,避免過量銅離子與氫氧根離子形成氫氧化銅沉淀,阻止銅的電解
EDTA-2Na與銅離子形成可溶銅配離子,降低溶液中的銅離子濃度,避免過量銅離子與氫氧根離子形成氫氧化銅沉淀,阻止銅的電解
。
(5)電解過程中,若觀察到銅片上有小氣泡產(chǎn)生,利用銅片質量減小計算N
A的數(shù)值
偏大
偏大
(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
(6)實驗結束后處理電解液:將取出的電解液加入過量硫酸,過濾,得到白色固體EDTA和濾液a;向濾液a中先加入NaOH調pH≈8,再加入Na
2S,解釋不直接加入Na
2S的原因及Na
2S的作用:
溶液顯強酸性,酸與Na2S反應生成H2S污染性氣體,污染環(huán)境;Na2S的作用是將生成的Cu(OH)2沉淀轉化為更難溶的CuS沉淀來除掉Cu2+
溶液顯強酸性,酸與Na2S反應生成H2S污染性氣體,污染環(huán)境;Na2S的作用是將生成的Cu(OH)2沉淀轉化為更難溶的CuS沉淀來除掉Cu2+
。