Question

在如下圖用石墨作電極的電解池中，放入500 mL含一種溶質的某藍色溶液進行電解，觀察到A電極表面有紅色的固態(tài)物質生成，B電極有無色氣體生成；當溶液中的原有溶質完全電解后，停止電解，取出A電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重1.6 g。請回答下列問題。

                           

(1)B電極發(fā)生反應的電極反應式 ___________________ 。

(2)寫出電解時反應的離子方程式 ___________________ 。

(3)電解后溶液的pH為________，要使電解后溶液恢復到電解前的狀態(tài)，則需加入__________，其質量為__________。(假設電解前后溶液的體積不變)

(4)請你設計實驗確定原溶液中可能所含的酸根離子，要求：提出兩種可能的假設，分別寫出論證這兩種假設的操作步驟、實驗現(xiàn)象和實驗結論。

①假設一：__________________________________________________________；

②假設二：__________________________________________________________。

Answer 1

解析：根據(jù)藍色溶液和紅色固體判斷電解的是含Cu²⁺的溶液。再根據(jù)A極質量增加，B極產生無色氣體判斷A為陰極，B為陽極，電極反應式分別為：2Cu²⁺+4e^-====2Cu,4OH^--4e^-====2H₂O+O₂↑

電解后：c(H⁺)=2c(Cu²⁺)==0.1 mol·L^-1

所以pH=1

    根據(jù)電解方程式：2Cu²⁺+2H₂O2Cu+O₂↑+4H⁺，可知從溶液中析出的是Cu和O₂,比例為2∶1，相當于CuO，因此應向溶液中加入CuO，其質量為×80 g·mol^-1=2 g,才能恢復到原狀態(tài)。第(4)步中，可以假設陰離子為、，但是不能為Cl^-,因為陽極產生的是無色無味氣體。

答案：(1)4OH^--4e^-====2H₂O+O₂↑

    (2)2Cu²⁺+2H₂O2Cu+O₂↑+4H⁺  (3)1  CuO  2 g

(4)①假設原溶液中的酸根離子為。取電解后的溶液向其中加入BaCl₂溶液，若有白色沉淀產生，則原溶液中含

②假設原溶液中的酸根離子為。取電解后的溶液，向其中加入Cu微熱，若Cu溶解，并有無色氣體生成，在空氣中變?yōu)榧t棕色，則含有。