Question

【題目】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)色稀溶液進(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)溶液中的原溶質(zhì)完全電解后，停止電解，取出A電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重1.6 g 。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)A電極是接電源的______極；B電極的反應(yīng)式________________________。

(2)原溶液的物質(zhì)的量濃度是______mol/L，為了使溶液恢復(fù)到原濃度，應(yīng)向反應(yīng)后的液體中加入________；電解后溶液的pH為________。(假設(shè)電解前后溶液的體積不變)

(3)請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定原溶液中可能所含的酸根離子，要求：提出兩種可能的假設(shè)，分別寫(xiě)出論證這兩種假設(shè)的操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

假設(shè)①______________________________________________

操作步驟：__________________________________________

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：__________________________________________

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：__________________________________________。

假設(shè)②____________________________________________

操作步驟：__________________________________________

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：__________________________________________

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：__________________________________________。

Answer 1

【答案】負(fù) 4OH- -4e- =2H2O + O2↑ 0.05 0.025molCuO或0.025molCuCO3 1 陰離子為 取原溶液少量，加入鹽酸，再加入BaCl2溶液 產(chǎn)生白色沉淀 原溶液中陰離子為 陰離子為 取少量原溶液，加熱蒸發(fā)濃縮，再加入銅片與適量濃硫酸 產(chǎn)生無(wú)色氣體，且在空氣中變?yōu)榧t棕色 原溶液中陰離子為

【解析】

（1）和電源的負(fù)極相連的是電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng)，和電源的正極相連的是電解池的陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)；

（2）陰極析出金屬銅的質(zhì)量是1.6g，根據(jù)電極反應(yīng)計(jì)算硫酸銅的物質(zhì)的量以及溶液中氫離子的物質(zhì)的量，進(jìn)而根據(jù)濃度等于物質(zhì)的量和體積之比計(jì)算物質(zhì)的量濃度以及pH，電解質(zhì)的復(fù)原要求是缺什么補(bǔ)什么，缺多少補(bǔ)多少；

（3）該溶液中一定是含銅離子的可溶性的鹽溶液，所以可以是硝酸銅，或是硫酸銅，根據(jù)離子的特征離子反應(yīng)檢驗(yàn)硫酸根離子以及硝酸根離子的存在即可。

（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，則陽(yáng)極是氫氧根失電子產(chǎn)生的氧氣，反應(yīng)：4OH--4e-=2H2O+O2↑，

故答案為：負(fù)；4OH--4e-=2H2O+O2↑；

（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++2H2O2Cu+4H++O2↑，取出A電極，洗滌、干燥、稱量、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，所以銅離子的濃度==0.05mol/L；生成0.025molCu，會(huì)生成0.0125molO2，n(Cu):n(O)=1:1，為使溶液恢復(fù)到原濃度，應(yīng)向反應(yīng)后的溶液中加入0.025molCuO或0.025molCuCO3；原溶液的物質(zhì)的量濃度是0.05mol/L，生成氫離子的物質(zhì)的量為0.05mol，所以c(H+)==0.1mol/L，即pH=1，

故答案為：0.05mol/L；0.025molCuO或0.025molCuCO3；1；

（3）該溶液中一定是含銅離子的可溶性的鹽溶液，所以可以是硝酸銅，或是硫酸銅，不能是氯化銅，因?yàn)椴粫?huì)出現(xiàn)氯氣，

假設(shè)①：陰離子為；檢驗(yàn)硫酸根離子可以采用加入氯化鋇溶液的方法，若有白色沉淀生成，則原溶液中所含的陰離子是；

假設(shè)②：陰離子為；檢驗(yàn)酸環(huán)境下的硝酸根離子，可以加入金屬銅并有無(wú)色氣體生成，且在空氣中變?yōu)榧t棕色，則原溶液中所含的陰離子；

故答案為：陰離子為；取原溶液少量，加入鹽酸，再加入BaCl2溶液；產(chǎn)生白色沉淀；原溶液中陰離子為；陰離子為；取少量原溶液，加熱蒸發(fā)濃縮，再加入銅片與適量濃硫酸；產(chǎn)生無(wú)色氣體，且在空氣中變?yōu)榧t棕色；原溶液中陰離子為。