Question

如图所示，若电解5min时铜电极质量增加2.16克，试回答：

（1）电源电极X 的名称为

 

（2）写出A中总的离子方程式

 

（3）通电5min时，B中共收集224ml气体（标况），溶液的体积为200ml，则通电前硫酸铜溶液的物质的量的浓度为

 

若此时停止通电，向其中加入

 

（填化学式）可以使溶液恢复到起始状态，其质量为

 

（4）若A中的氯化钾溶液的体积也是200ml，电解后溶液的pH是

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）由铜电极的质量增加，则Cu电极为阴极，可知X为电源的负极；
（2）A为电解氯化钾溶液，生成氯气、氢气和氢氧化钾；
（3）根据电极反应及电子守恒来计算；
（4）根据A中的电极反应及与C中转移的电子守恒来计算．

解答： 解：（1）由铜电极的质量增加，发生Ag⁺+e^-═Ag，则Cu电极为阴极，可知X为电源的负极，故答案为：负极；
（2）A为电解氯化钾溶液，生成氯气、氢气和氢氧化钾，方程式为2Cl^-+2H₂O

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，故答案为：2Cl^-+2H₂O

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（3）C中阴极反应为Ag⁺+e^-═Ag，n（Ag）=

2.16g

108g/mol

=0.02mol，则转移的电子为0.02mol，
B中阳极反应为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，则转移0.02mol电子生成氧气为0.005mol，其体积为0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，
则在阴极也生成112mL气体，由2H⁺+2e^-═H₂↑，则氢气的物质的量为0.005mol，该反应转移的电子为0.01mol，
则Cu²⁺+2e^-═Cu中转移0.01mol电子，所以Cu²⁺的物质的量为0.005mol，通电前c（CuSO₄）=

0.005mol

0.2L

=0.025 mol?L^-1；
B电解产物有0.005molCu、0.01molH₂和O₂0.005mol，若此时停止通电，向其中加入Cu（OH）₂，物质的量等于Cu的物质的量，为0.005mol，
故答案为：0.025mol/L；Cu（OH）₂；0.005mol；
 （4）由A中发生2KCl+2H₂O

通电  .

2KOH+H₂↑+Cl₂↑～2e^-，由电子守恒可知，转移0.02mol电子时生成0.02molKOH，忽略溶液体积的变化，则c（OH^-）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol?L^-1，溶液pH=13，
故答案为：13．

点评：本题考查电解原理，明确Cu电极的质量增加是解答本题的突破口，并明确发生的电极反应及电子守恒即可解答，注意计算时电子守恒的应用，题目难度中等．