Question

在如圖所示的裝置中，若通直流電5 min時(shí)，銅電極質(zhì)量增加2.16 g。請(qǐng)回答下列問題：

(1)電源中X電極為直流電源的________極。

(2)pH變化：A________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，B________，C________。

(3)通電5 min時(shí)，B中共收集224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，溶液體積為200 mL，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足量且溶液的體積也是200 mL，電解后，溶液的pH為________(設(shè)電解前后溶液體積無變化)。

Answer 1

解析： (1)三個(gè)裝置是串聯(lián)的電解池。電解AgNO₃溶液時(shí)，Ag^＋在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，生成Ag，所以質(zhì)量增加的銅電極是陰極，則銀電極是陽(yáng)極，Y是正極，X是負(fù)極。(2)A池電解KCl溶液生成KOH，溶液pH增大；B池電解CuSO₄溶液生成H₂SO₄，溶液pH減小；C池為電鍍銀，溶液pH不變。(3)通電5 min時(shí)，C中析出0.02 mol Ag，電路中通過0.02 mol電子。B中共收集0.01 mol氣體，若該氣體全為氧氣，則電路中需通過0.04 mol電子，電子轉(zhuǎn)移不守恒。因此，B中電解分為兩個(gè)階段，先電解CuSO₄溶液生成O₂，后電解水生成O₂和H₂，B中收集到的氣體是O₂和H₂的混合物。設(shè)電解CuSO₄溶液時(shí)生成O₂的物質(zhì)的量為x，電解H₂O時(shí)生成O₂的物質(zhì)的量為y，則4x＋4y＝0.02 mol(電子轉(zhuǎn)移守恒)，x＋3y＝0.01 mol(氣體體積之和)，解得x＝y＝0.002 5 mol，所以n(CuSO₄)＝2×0.002 5 mol＝0.005 mol，c(CuSO₄)＝0.005 mol÷0.2 L＝0.025 mol/L。(4)通電5 min時(shí)，A中放出0.01 mol H₂，溶液中生成0.02 mol KOH，c(OH^－)＝0.02 mol÷0.2 L＝0.1 mol/L，pH＝13。

答案：(1)負(fù)　(2)增大　減小　不變

(3)0.025 mol/L　(4)13