Question

如圖，通電5min后，電極5質(zhì)量增加2.16g，回答：
（1）電源：a是

 

極，b是

 

極；A池電極反應(yīng)，電極1：

 

；電極2：

 

．
C池電極反應(yīng)，電極5：

 

；電極6：

 

．
（2）如果B池中共收集到224mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），且溶液體積為200mL（設(shè)電解過(guò)程中溶液體積不變），則通電前溶液中Cu²⁺的物質(zhì)的量濃度為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：通電5min后，電極5質(zhì)量增加2.16g，說(shuō)明電極5是陰極，得電子析出金屬單質(zhì)，所以a是電源的負(fù)極，b是電源的正極．
（1）A、B、C裝置有外接電源，所以是電解池，A電解池中電極2為陽(yáng)極氯離子放電生成氯氣，電極1為陰極氫離子放電生成氫氣；C電解池中電極5為陰極銀離子放電析出銀，電極6為陽(yáng)極銅失電子．
（2）根據(jù)析出銀的物質(zhì)的量計(jì)算轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量計(jì)算B電解池中陽(yáng)極上生成氧氣的體積，根據(jù)氣體的總體積知，生成的氣體還有氫氣，根據(jù)氫氣的體積計(jì)算生成氫氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，根據(jù)得失電子數(shù)相等知，生成銅時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，根據(jù)生成銅時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量計(jì)算銅的物質(zhì)的量，根據(jù)物質(zhì)的量濃度公式計(jì)算銅離子濃度．

解答： 解：通電5min后，電極5質(zhì)量增加2.16g，說(shuō)明電極5是陰極，得電子析出金屬單質(zhì)，所以a是電源的負(fù)極，b是電源的正極．
（1）A、B、C裝置有外接電源，所以是電解池，A電解池中陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，所以電極反應(yīng)式分別為：電極2上2Cl^--2e^-=Cl₂↑，電極1上2H⁺+2e^-=H₂↑；C電解池中電極5為陰極銀離子放電析出銀，2Ag⁺+2e^-=2Ag，電極6為陽(yáng)極銅失電子，Cu-2e^-=Cu²⁺；
故答案為：負(fù)；正；2H⁺+2e^-=H₂↑；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；2Ag⁺+2e^-=2Ag；Cu-2e^-=Cu²⁺；
（2）通電5min后，電極5質(zhì)量增加2.16g，電極5上析出的金屬是銀，銀的物質(zhì)的量=

2.16g

108g/mol

=0.02mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.02mol×1=0.02mol．B電池中陽(yáng)極上通過(guò)0.02mol電子時(shí)生成氧氣的體積=

0.02mol

4

=112mL，B中共收集氣體的體積是224mL，所以氣體中還有氫氣，氫氣的體積是112mL，生成112mL氫氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=

0.112L

22.4L/mol

×2=0.01mol電子，一共轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.02mol，所以生成銅轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.01mol，n（Cu）=

0.01mol

2

=0.005mol，C（Cu²⁺）=

0.005mol

0.2L

=0.025mol/L．
故答案為：0.025mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題以電解原理為載體考查了物質(zhì)的量的有關(guān)計(jì)算，難度中等，明確串聯(lián)電解池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等是解本題的關(guān)鍵，注意B電解池中氣體的成分，然后根據(jù)得失電子數(shù)相等計(jì)算得出銅的物質(zhì)的量，從而計(jì)算得出其濃度