Question

如圖所示的裝置中，若通入直流電5min時，銅電極質量增加2.16g，試回答：
（1）電源電極Y的名稱為

 

．
（2）C中pH值

 

．（填“增大”“減小”或“不變”）．
（3）通電5min后，B中共收集112mL氣體（標準狀況），請寫出生成該氣體的電極反應

 

．B中電解總反應的離子方程式為

 

，溶液體積為200mL，則通電后該溶液的c（H⁺）為

 

．（設電解前后溶液體積無變化）．
（4）若A中為200mL 1mol/L的KCl溶液，則A中電解總反應的離子方程式為

 

，電解后溶液的PH=

 

（設電解前后溶液體積無變化）．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）由銅電極的質量增加，則Cu電極為陰極，可知X為電源的負極，Y為電源正極；
（2）C中銀做陽極失電子生成銀離子，溶液中銀離子在銅電極陰極上析出銀，電解質溶液濃度不變；
（3）根據電極反應及電子守恒來計算，B中陽極上是氫氧根離子失電子生成氧氣，銅離子在陰極得到電子析出銅，依據氫氧根離子減少喝氫離子濃度增大計算溶液中氫離子濃度；
（4）根據A中的電極反應及與C中轉移的電子守恒來計算．

解答： 解：（1）由銅電極的質量增加，發(fā)生Ag⁺+e^-=Ag，則Cu電極為陰極，可知X為電源的負極，Y為電源正極；
故答案為：正極；
（2）C中銀做陽極失電子生成銀離子，溶液中銀離子在銅電極陰極上析出銀，電解質溶液濃度不變，溶液PH不變；
故答案為：不變；
（3）C中陰極反應為Ag⁺+e^-=Ag，n（Ag）=

2.16g

108g/mol

=0.02mol，則轉移的電子為0.02mol，
B中陽極反應為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，生成氣體物質的量=

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，則轉移0.02mol電子生成氧氣為0.005mol，則Cu²⁺+2e^-=Cu中轉移0.02mol電子，所以Cu²⁺的物質的量為0.005mol，通電前c（CuSO₄）=

0.005mol

0.2L

=0.025 mol?L^-1，電解的是硫酸銅溶液，B中的反應為2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；依據4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，氧氣生成0.005mol，減少的氫氧根離子物質的量為0.02mol，溶液中氫離子物質的量為0.02mol，氫離子濃度

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L；
故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；0.1mol/L；
（3）由A中發(fā)生2KCl+2H₂O

通電  .

2KOH+H₂↑+Cl₂↑，反應的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；依據上述計算可知電路中轉移電子0.02mol，由電子守恒可知，轉移0.02mol電子時生成0.02molKOH，忽略溶液體積的變化則c（OH^-）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol?L^-1，
c（H⁺）=10^-13mol/L，PH=13；
故答案為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，0.1mol?L^-1；

點評：本題考查電解原理，明確Cu電極的質量增加是解答本題的突破口，并明確發(fā)生的電極反應及電子守恒即可解答，難度中等．