Question

15．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．
（2）寫出下列各電極的電極反應式：
A池中的左電極：2H⁺+2e^-═H₂↑
C池中的Ag電極：Ag-e^-═Ag⁺
（3）pH變化：B池減小，C池不變．（填“增大”、“減小”或“不變”）
（4）通過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為0.025mol/L．

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）X為電源的負極，A池中的左電極是陰極，C池中的Ag電極是陽極，根據放電順序來書寫電極反應；
（3）B中電解硫酸銅溶液生成硫酸，pH減小，根據C中電極反應判斷；
（4）根據電極反應及電子守恒來計算．

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，Ag為陽極，Y為正極，可知X為電源的負極，故答案為：負；
（2）X為電源的負極，A池中的左電極是陰極，C池中的Ag電極是陽極，根據放電順序，A池中的左電極電極反應為：2H⁺+2e^-═H₂↑，C池中的Ag電極是陽極，電極反應為：Ag-e^-═Ag⁺，故答案為：2H⁺+2e^-═H₂↑，Ag-e^-═Ag⁺；
（3）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；
（4）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：0.025mol/L．

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．