Question

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

 

極．

（2）pH變化：A：

 

，B：

 

，C：

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）通電5min時，B中共收集224mL氣體（標(biāo)況），溶液體積為200mL，則通電前CuSO₄溶液的物質(zhì)的量濃度為

 

（設(shè)電解前后溶液體積無變化）．
（4）若A中KCl溶液的體積也是200mL，電解后，溶液的pH為

 

（設(shè)電解前后溶液體積無變化）．

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為電源的負極；
（2）根據(jù)電解質(zhì)溶液中氫離子濃度變化來判斷pH變化；
（3）根據(jù)電極反應(yīng)及電子守恒來計算；
（4）根據(jù)A中的電極反應(yīng)及與C中轉(zhuǎn)移的電子守恒來計算氫氧根離子濃度，再結(jié)合水的離子積常數(shù)計算氫離子濃度，從而計算溶液的pH．

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為電源的負極，故答案為：負；
（2）A中陰極上氫離子放電，陽極上氯離子放電，所以溶液中氫氧根離子濃度增大，溶液的pH增大，
B中陰極上銅離子放電，陽極上氫氧根離子放電，則溶液中氫離子濃度增大，溶液的pH減小，
C中陰極上銀離子放電，陽極上銀失電子生成銀離子，則溶液中硝酸銀濃度不變，所以溶液的pH不變，
故答案為：增大；減��；不變；
（3）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，
故答案為：0.025 mol?L^-1；
（4）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電子時生成0.02molKOH，忽略溶液體積的變化，
則c（OH^-）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol?L^-1，溶液中c（H⁺）=

10-14

0.1

mol/L=10^-13 mol/L，pH=13，
故答案為：13．

點評：本題考查了電解原理，根據(jù)銅電極質(zhì)量不變確定原電池正負極，結(jié)合陰陽極上電極反應(yīng)及轉(zhuǎn)移電子守恒進行計算，難度中等．