Question

10．如圖所示，若電解5min時，銅電極質量增加2.16g．試回答：
（1）電源電極X名稱為負極（填“正極”或“負極”）．
（2）電解池中溶液的pH變化：B減小，C不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）B中陽極的電極反應式為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；若通電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約為0.025mol/L．
（4）A中發(fā)生反應的化學方程式為2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KOH+H₂↑+Cl₂↑，若A中KCl溶液的體積也是200mL，電解后溶液的pH=13．
（5）若將C裝置單獨取出，導線連接銅、銀后，請寫出負極的電極反應式Cu-2e^-=Cu²⁺．

Answer 1

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）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；
（3）根據(jù)電極反應及電子守恒來計算；
（4）根據(jù)A中的電極反應及與C中轉移的電子守恒來計算；
（5）若將C裝置單獨取出，導線連接銅、銀后，構成原電池，金屬銅為原電池的負極，發(fā)生失電子的氧化反應．

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，故答案為：負極；
（2）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：減��；不變；
（3）C中陰極反應為Ag⁺+e^-═Ag，n（Ag）=$\frac{2.16g}{108g/mol}$=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）=$\frac{0.005mol}{0.2L}$=0.025 mol•L^-1；
故答案為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；0.025 mol•L^-1；
（4）由A中發(fā)生2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KOH+H₂↑+Cl₂↑～2e^-，
由電子守恒可知，轉移0.02mol電子時生成0.02molKOH，忽略溶液體積的變化，
則c（OH^-）=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol•L^-1，溶液pH=13，
故答案為：2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KOH+H₂↑+Cl₂↑；13；
（5）若將C裝置單獨取出，導線連接銅、銀后，構成原電池，金屬銅為原電池的負極，金屬銀是正極，發(fā)生金屬銅和硝酸銀之間的置換反應，負極的電極反應式為：Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案為：Cu-2e^-=Cu²⁺．

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．