Question

5．在如圖用石墨作電極的電解池中，放入500mL含一種溶質(zhì)的某藍(lán)色溶液進(jìn)行電解，觀察到A電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成，B電極有無(wú)色氣體生成；當(dāng)溶液中的原有溶質(zhì)完全電解后，停止電解，取出A電極，洗滌、干燥、稱(chēng)量、電極增重1.6g．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）A接的是電源的負(fù)極．
（2）寫(xiě)出電解時(shí)反應(yīng)的總離子方程式2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑．
（3）電解后溶液的pH為1；要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，則需加入CuO或CuCO₃．

Answer 1

分析 （1）和電源的負(fù)極相連的是電解池的陰極，和電源的正極相連的是電解池的陽(yáng)極；
（2）電解可溶性的銅鹽的實(shí)質(zhì)是電解鹽和水，根據(jù)電極反應(yīng)書(shū)寫(xiě)電解方程式；
（3）根據(jù)電解后所得溶液中氫離子的濃度計(jì)算溶液的pH，電解后溶液復(fù)原，遵循的原則是：出什么加什么，根據(jù)元素守恒來(lái)計(jì)算所加物質(zhì)的質(zhì)量．

解答 解：（1）電解液是藍(lán)色溶液，A電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成，所以A極是銅離子得電子，所以A極是陰極，A接的是電源的負(fù)極，B電極有無(wú)色氣體生成，則一定是氫氧根失電子產(chǎn)生的氧氣，所以B是該裝置陽(yáng)極，和電源的正極相連，故答案為：負(fù)；
（2）陰極反應(yīng)：2Cu²⁺+4e^-→2Cu，陽(yáng)極反應(yīng)：4OH^-→4e^-+2H₂O+O₂↑，電解時(shí)反應(yīng)的總離子方程式為：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑，故答案為：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑；
（3）取出A電極，洗滌、干燥、稱(chēng)量、電極增重1.6g，所以陰極析出金屬銅的質(zhì)量是1.6g，即0.025mol，所以生成氫離子的物質(zhì)的量為0.05mol，所以c（H⁺）=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L，即pH=1，電解后析出了金屬銅和有氧氣放出，所以要想溶液復(fù)原，需加入 CuO或CuCO₃，所加氧化銅的質(zhì)量=0.025mol×80g/mol=2g，加碳酸銅時(shí)則質(zhì)量=0.025mol×124g/mol=3.1g，故答案為：1；CuO或CuCO₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生電解池的工作原理，注意電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)以及電子守恒的計(jì)算是關(guān)鍵，難度不大．