Question

15．如圖所示，若電解5min時(shí)銅電極質(zhì)量增加2.16g，試回答：

（1）電源電極X名稱為負(fù)極．
（2）電解池中溶液pH變化（選填“增大”、“減小”、“不變”）：A池增大，B池減小，C池不變．
（3）B中陽極的電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；通電5min時(shí)，B中共收集224mL氣體（標(biāo) 況），溶液體積為200mL，則通電前硫酸銅溶液的物質(zhì)的量濃度為0.0025mol/L．
（4）A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；室溫若A中KCl溶液的體積也是200mL，電解后溶液的pH=13．

Answer 1

分析 （1）由銅電極的質(zhì)量增加，則Cu電極為陰極，可知X為電源的負(fù)極；
（2）A中電解氯化鉀，生成NaOH，B中電解硫酸銅溶液生成硫酸，根據(jù)C中電極反應(yīng)判斷；
（3）B中陽極反應(yīng)為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，根據(jù)電極反應(yīng)及電子守恒來計(jì)算；
（4）A中發(fā)生2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KOH+H₂↑+Cl₂↑，根據(jù)A中的電極反應(yīng)及與C中轉(zhuǎn)移的電子守恒來計(jì)算．

解答 解：（1）由銅電極的質(zhì)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(fù)極，故答案為：負(fù)極；
（2）A中電解氯化鉀，生成KOH，所以pH增大，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(yīng)為Ag⁺+e^-═Ag，陽極反應(yīng)為Ag-e^-═Ag⁺，溶液濃度不變，則pH不變，
故答案為：增大；減小；不變；
（3）C中陰極反應(yīng)為Ag⁺+e^-═Ag，n（Ag）=$\frac{2.16g}{108g/mol}$=0.02mol，則轉(zhuǎn)移的電子為0.02mol，
B中陽極反應(yīng)為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，則轉(zhuǎn)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(zhì)的量為0.005mol，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子為0.01mol，
則Cu²⁺+2e^-═Cu中轉(zhuǎn)移0.01mol電子，所以Cu²⁺的物質(zhì)的量為0.005mol，通電前c（CuSO₄）=$\frac{0.005mol}{0.2L}$=0.025 mol•L^-1；
故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；0.025；
（4）由A中發(fā)生2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KOH+H₂↑+Cl₂↑～2e^-，離子方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
由電子守恒可知，轉(zhuǎn)移0.02mol電子時(shí)生成0.02molKOH，忽略溶液體積的變化，
則c（OH^-）=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol•L^-1，溶液pH=13，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；13．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電解原理，明確Cu電極的質(zhì)量增加是解答本題的突破口，并明確發(fā)生的電極反應(yīng)及電子守恒即可解答，注意計(jì)算時(shí)電子守恒的應(yīng)用，題目難度中等．