Question

如圖所示，若電解5min時(shí)，測得銅電極的質(zhì)量增加2.16g．
試回答：
（1）電源中X極是

負(fù)

（填“正”或“負(fù)”）極．
（2）通電5min時(shí)，B中共收集到224mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，溶液體積為200mL（電解前后溶液的體積變化忽略不計(jì)），則通電前c（CuSO₄）=

0.025mol?L^-1

．寫出B中反應(yīng)的化學(xué)方程式

2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑

．
（3）若A中KCl溶液的體積也是200mL，則電解后溶液的c（OH^-）=

0.1mol?L^-1

．

Answer 1

分析：（1）由銅電極的質(zhì)量增加，則Cu電極為陰極，可知X為電源的負(fù)極；
（2）根據(jù)電極反應(yīng)及電子守恒來計(jì)算；
（3）根據(jù)A中的電極反應(yīng)及與C中轉(zhuǎn)移的電子守恒來計(jì)算．

解答：解：（1）由銅電極的質(zhì)量增加，發(fā)生Ag⁺+e^-=Ag，則Cu電極為陰極，可知X為電源的負(fù)極，故答案為：負(fù)；
（2）C中陰極反應(yīng)為Ag⁺+e^-=Ag，n（Ag）=

2.16g

108g/mol

=0.02mol，則轉(zhuǎn)移的電子為0.02mol，
B中陽極反應(yīng)為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，則轉(zhuǎn)移0.02mol電子生成氧氣為0.005mol，其體積為0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，
則在陰極也生成112mL氣體，由2H⁺+2e^-=H₂↑，則氫氣的物質(zhì)的量為0.005mol，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子為0.01mol，
則Cu²⁺+2e^-=Cu中轉(zhuǎn)移0.01mol電子，所以Cu²⁺的物質(zhì)的量為0.005mol，通電前c（CuSO₄）=

0.005mol

0.2L

=0.025 mol?L^-1，
B中的反應(yīng)為2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑，
故答案為：0.025 mol?L^-1；2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑；
（3）由A中發(fā)生2KCl+2H₂O

電解  .

2KOH+H₂↑+Cl₂↑～2e^-，
由電子守恒可知，轉(zhuǎn)移0.02mol電子時(shí)生成0.02molKOH，忽略溶液體積的變化，
則c（OH^-）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol?L^-1，故答案為：0.1mol?L^-1．

點(diǎn)評：本題考查電解原理，明確Cu電極的質(zhì)量增加是解答本題的突破口，并明確發(fā)生的電極反應(yīng)及電子守恒即可解答，難度不大．