Question

7．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X的名稱為負極．
（2）pH變化：A增大，B減小，C不變．（填“增大”“減小”或“不變”）
（3）通電5min后，B中共收集224mL氣體（標準狀況），溶液體積為200mL，則通電前CuSO₄溶液的物質的量濃度為0.025mol/L （設電解前后溶液體積無變化）．
（4）若A中KCl溶液的體積也是200mL，電解后，溶液中OH^-的物質的量濃度為0.1mol/L （設電解前后溶液體積無變化）．

Answer 1

分析 （1）C中銅電極質量增加，說明銅電極為陰極，則銀電極為陽極，所以X為負極，Y為正極；
（2）A中為惰性電極電解KCl溶液，反應生成KOH、氯氣與氫氣；
B中陽離子首先是銅離子放電，陰離子是氫氧根放電，有氫離子生成；
C中為Cu上鍍Ag，電解質溶液濃度不變；
（3）B中陽極只生成氧氣，根據電子轉移守恒計算氧氣物質的量，再結合氣體總體積計算陰極生氣氫氣物質的量，根據電子轉移守恒計算CuSO₄的物質的量，進而計算CuSO₄的物質的量濃度；
（4）A中陰極發(fā)生反應：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，根據電子轉移守恒計算OH^-的物質的量，進而計算OH^-的物質的量濃度．

解答 解：（1）C中銅電極質量增加，說明銅電極為陰極，則銀電極為陽極，所以X為負極，Y為正極，
故答案為：負極；
（2）A中為惰性電極電解KCl溶液，反應生成KOH、氯氣與氫氣，溶液呈堿性，pH增大；
B中陽離子首先是銅離子放電，陰離子是氫氧根放電，有氫離子生成，溶液pH減��；
C中為Cu上鍍Ag，電解質溶液濃度不變，溶液pH不變，
故答案為：增大；減��；不變；
（3）C中Cu電極上析出Ag為$\frac{2.16g}{108g/mol}$=0.02mol，轉移電子為0.02mol，由電子轉移守恒可知B中陽極得到氧氣為$\frac{0.02mol}{4}$=0.005mol，得到氣體總物質的量為$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，故陰極生氣氫氣為0.01mol-0.005mol=0.005mol，根據電子轉移守恒可知CuSO₄的物質的量=$\frac{0.02mol-0.005mol×2}{2}$=0.005mol，故CuSO₄的物質的量濃度為$\frac{0.005mol}{0.2L}$=0.025mol/L，
故答案為：0.025mol/L；
（4）A中陰極發(fā)生反應：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，根據電子轉移守恒，生成OH^-的物質的量為0.02mol，則OH^-的物質的量濃度為$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，
故答案為：0.1mol/L．

點評 本題考查電解原理，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，把握離子的放電順序為解答該題的關鍵，注意電子轉移守恒在電化學計算中應用，難度中等．