Question

如圖所示，若電解5min時銅電極質量增加2.16g，試回答：
（1）電源中X極是

 

（填“正”或“負”）極．
（2）C中Ag電極上的電極反應為

 

．
（3）電解質溶液中pH變化：
A：

 

、B：

 

、C：

 

．
（4）如果電解質均足量，那么從左到右，A、B中4個電極上電極產(chǎn)物的物質的量之比是

 

（不考慮Cl₂的溶解及與堿的反應）．
（5）通電5min時，B中共收集224mL氣體（標況），溶液體積為200mL，則通電前硫酸銅溶液的物質的量濃度為

 

，此時，若要將電解質溶液還原，則需加入

 

g的

 

．

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；
（2）依據(jù)（1）判斷出C中Ag極為陽極，陽極金屬放電寫出即可；
（3）A中電解KCl生成氫氧化鉀，pH變大，B中電解硫酸銅溶液生成硫酸，pH減小，根據(jù)C中電極反應判斷；
（4）A、B中各個電極轉移的電子數(shù)目相等，根據(jù)轉移電子數(shù)可計算生成的單質的量；
（5）根據(jù)電極反應及電子守恒來計算．

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，Ag為陽極，Y為正極，可知X為電源的負極，故答案為：負極；
（2）依據(jù)（1）判斷出C中Ag極為陽極，陽極金屬Ag放電，電極反應方程式為：Ag-e^-=Ag⁺，故答案為：Ag-e^-=Ag⁺；
（3）A中得解KCl溶液生成氫氧化鉀，pH變大，B中電解硫酸銅溶液生成硫酸，溶液中氫離子濃度增大，pH減小，C中陰極反應為Ag⁺+e^-═Ag，陽極反應為Ag-e^-═Ag⁺，溶液濃度不變，則pH不變，
故答案為：變大；減��；不變；
（4）A中電極反應分別為：2Cl^-═Cl₂↑+2e^-、2H⁺+2e^-═H₂↑，B中電極發(fā)生的電極反應分別為：4OH^-═O₂↑+2H₂O+4e^-、Cu²⁺+2e^-═Cu、當各電極轉移電子均為1mol時，生成單質的量分別為：0.5mol、0.5mol、0.5mol、0.25mol，所以單質的物質的量之比為2：2：2：1；
故答案為：2：2：2：1；
（5）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↑，則轉移0.02mol電子生成氧氣為0.005mol，其體積為0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，則在陰極也生成112mL氣體，由2H⁺+2e^-═H₂↑，則氫氣的物質的量為0.005mol，該反應轉移的電子為0.01mol，則Cu²⁺+2e^-═Cu中轉移0.01mol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，B中陽極反應為4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，所以析出的物質相當于析出CuO和H₂O，且n（CuO）=n（H₂O）=0.005mol，相當于0.005mol Cu（OH）₂，所以加入0.005mol即0.49g Cu（OH）₂即可恢復原狀，故答案為：0.025；0.49g；Cu（OH）₂．

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，注意計算時電子守恒的應用，題目難度中等．