Question

在25℃時，用石墨電極電解2.0 L，2.5mol/LCuSO₄溶液．5min后，在一個石墨電極上有6.4 g Cu生成．試回答下列問題：
（1）

陽

極發(fā)生氧化反應（填陰，陽），電極反應式為

4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑

．
（2）

陰

極發(fā)生還原反應（填陰，陽），電極反應式為

2Cu²⁺+4e^-═2Cu

．
（3）有

0.2

mol電子發(fā)生轉移，得到氧氣的體積（標準狀況）是

1.12

L，溶液的pH是

1

．反應速率v（Cu²⁺）：v（O₂）═

2：1

（4）如用等質量的兩塊銅片代替石墨作電極，電解后兩銅片的質量相差

12.8

g，電解液的pH

不變

（填“變小”、“變大”或“不變”）

Answer 1

分析：在25℃時，用石墨電極電解2.0 L，2.5mol/LCuSO₄溶液中Cu²⁺物質的量為5mol．5min后，在一個石墨電極上有6.4 g Cu生成物質的量為0.1mol；
（1）電解過程中，溶液中陰離子OH^-、SO₄^2-移向陽極，氫氧根離子放電發(fā)生氧化反應，電極反應式：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（2）電解過程中，溶液中陽離子Cu²⁺、H⁺移向陰極發(fā)生還原反應，電極反應：2Cu²⁺+4e^-═2Cu；
（3）依據電極反應電子守恒，生成銅物質的量為0.1mol，電子轉移為0.2mol；
陽極反應為、4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑
         0.2mol 0.2mol    0.05mol
陰極反應為、2Cu²⁺+4e^-═2Cu
         0.1mol 0.2mol  0.1mol
所以電解過程中電子轉移為0.2mol；
生成氧氣的體積=0.05mol×22.4L/mol=1.12L；
溶液的PH的計算可以依據水電離出的氫離子和氫氧根離子守恒，減少氫氧根離子0.2mol，溶液中增加氫離子0.2mol，C（H⁺）=

0.2mol

2L

=0.1mol/L； PH=-lgC（H⁺）=1；
依據化學反應的熟練概念計算：反應速率v（Cu²⁺）：v（O₂）=

0.1mol 2L

5min

：

0.05mol 2L

5min

=2：1；
（4）如用等質量的兩塊銅片代替石墨作電極，是鍍銅，陽極反應為：Cu-2e^-=Cu²⁺；陰極電極反應為：Cu²⁺+2e^-=Cu；電子轉移0.2mol，陽極減少質量為0.1mol×64g/mol=6.4g；同時陰極析出銅6.4g，；電解后兩銅片的質量相差12.8g，電解質溶液的PH不變；

解答：解：在25℃時，用石墨電極電解2.0 L，2.5mol/LCuSO₄溶液中Cu²⁺物質的量為5mol．5min后，在一個石墨電極上有6.4gCu生成物質的量為0.1mol；
（1）電解過程中，溶液中陰離子OH^-、SO₄^2-移向陽極，氫氧根離子放電發(fā)生氧化反應，電極反應式：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；故答案為：陽； 4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（2）電解過程中，溶液中陽離子Cu²⁺、H⁺移向陰極發(fā)生還原反應，電極反應：2Cu²⁺+4e^-═2Cu；
故答案為：陰；2Cu²⁺+4e^-═2Cu；
（3）依據電極反應電子守恒，生成銅物質的量為0.1mol，電子轉移為0.2mol；
陽極反應為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑
       0.2mol 0.2mol 0.05mol
陰極反應為2Cu²⁺+4e^-═2Cu
        0.1mol 0.2mol 0.1mol
所以電解過程中電子轉移為0.2mol；
生成氧氣的體積=0.05mol×22.4L/mol=1.12L；
溶液的PH的計算可以依據水電離出的氫離子和氫氧根離子守恒，減少氫氧根離子0.2mol，溶液中增加氫離子0.2mol，C（H⁺）=

0.2mol

2L

=0.1mol/L； PH=-lgC（H⁺）=1；
依據化學反應的熟練概念計算：反應速率v（Cu²⁺）：v（O₂）=

0.1mol 2L

5min

：

0.05mol 2L

5min

=2：1；
故答案為：0.2； 1.12； 1；  2：1；
（4）如用等質量的兩塊銅片代替石墨作電極，是鍍銅，陽極反應為：Cu-2e^-=Cu²⁺；陰極電極反應為：Cu²⁺+2e^-=Cu；電子轉移0.2mol，陽極減少質量為0.1mol×64g/mol=6.4g；同時陰極析出銅6.4g，；電解后兩銅片的質量相差12.8g，電解質溶液的PH不變；
故答案為：12.8；不變；

點評：本題考查了電解原理的應用，電極反應的判斷，電極反應的書寫方法，電子守恒的計算應用，電鍍的原理分析和計算應用．