Question

（12分）如下圖，通電5 min后，電極5質量增加2.16 g，回答：

(1)電源：a是________極，b是________極；A池電極反應，電極1：__________；
電極2：____________________________________________________________。
C池電極反應，電極5：________________________________________________；
電極6：______________________________________________________________。
（2）如果B池中共收集到224 mL氣體(標準狀況)，且溶液體積為200 mL(設電解過程中溶液體積不變)，則通電前溶液中Cu^2＋的物質的量濃度為________。

Answer 1

(1)負　正　2H^＋＋2e^－===H₂↑　2Cl^－－2e^－===Cl₂↑　2Ag^＋＋2e^－===2Ag　Cu－2e^－===Cu^2＋
(2)0.025 mol/L

試題分析：（1）通電5 min后，電極5質量增加2.16 g，這說明電極5是陰極，所以電極是陽極。則b是電源的正極，a是電源的負極。因此電極1是陰極，氫離子放電生成氫氣，電極反應式是2H^＋＋2e^－===H₂↑。電極2是陽極，溶液中的氯離子放電生成氯氣，電極反應式是2Cl^－－2e^－===Cl₂↑。C裝置中電極5是陰極，溶液中的銀離子放電，電極反應式是2Ag^＋＋2e^－===2Ag。電極6是陽極，但電極是銅電極，所以銅失去電子，電極反應式是Cu－2e^－===Cu^2＋。
（2）電極5生成銀的質量是2.16g，物質的量是0.02mol，轉移0.02mol電子。B池中共收集到224 mL氣體(標準狀況)，則氣體的物質的量是0.01mol。如果氣體全部是氧氣，則轉移電子是0.04mol。顯然電子的得失不守恒，所以生成的氣體中還含有氫氣。根據(jù)電子的得失守恒可知，陽極生成氧氣的物質的量是0.02mol÷4=0.005mol，所以陰極生成的氫氣是0.01mol-0.005mol=0.005mol。則陰極析出的銅的物質的量是（0.02mol-0.005mol×2）÷2=0.005mol，因此電解硫酸銅溶液的物質的量濃度是0.005mol÷0.2L="0.025" mol/L。
點評：該題的難點在（2）問，需要利用電子守恒，通過討論得出陰極還有氫氣生成，最后再通過電子的守恒計算即可，屬于中等難度的試題。