Question

在25℃時，用石墨電極電解2.0L 2.5mol．L ^-1CuSO₄溶液，如有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，請回答下列問題：
（1）陽極發(fā)生

 

（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)，陰極的電極反應(yīng)式為

 

．
（2）電解后得到的銅的質(zhì)量是

 

，得到氧氣的體積是

 

（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．
（3）如用等質(zhì)量的兩塊銅片代替石墨作電極，電解后兩銅片的質(zhì)量相差

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）電解過程中，溶液中陰離子移向陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上銅離子被還原生成銅；
（2）依據(jù)電極反應(yīng)電子守恒，有0.40mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，生成銅物質(zhì)的量為0.2mol，生成氧氣物質(zhì)的量為0.1mol；
（3）如用等質(zhì)量的兩塊銅片代替石墨作電極，是鍍銅，陽極反應(yīng)為：Cu-2e^-=Cu²⁺；陰極電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu；根據(jù)電子轉(zhuǎn)移計(jì)算兩電極固體質(zhì)量變化，計(jì)算質(zhì)量差．

解答： 解：在25℃時，用石墨電極電解2.0 L，2.5mol/LCuSO₄溶液中Cu²⁺物質(zhì)的量為5mol．
（1）電解過程中，溶液中陰離子氫氧根離子移向陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)：Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：氧化；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）依據(jù)電極反應(yīng)電子守恒，有0.40mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，生成銅物質(zhì)的量為0.2mol，質(zhì)量是0.2mol×64g/mol=12.8g，生成氧氣物質(zhì)的量為0.1mol，標(biāo)況下的體積是0.1mol×22.4L/mol=2.24L，
故答案為：12.8g；2.24L；
（3）如用等質(zhì)量的兩塊銅片代替石墨作電極，是鍍銅，陽極反應(yīng)為：Cu-2e^-=Cu²⁺；陰極電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu；電子轉(zhuǎn)移0.2mol，陽極減少質(zhì)量為0.2mol×64g/mol=12.8；同時陰極析出銅12.8，電解后兩銅片的質(zhì)量相差25.6g，故答案為：25.6g．

點(diǎn)評：本題考查了電解原理的應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，本題涉及電極反應(yīng)的判斷，電極反應(yīng)的書寫方法，電子守恒的計(jì)算應(yīng)用，電鍍的原理分析和計(jì)算應(yīng)用，難度中等．