Question

【題目】如圖所示，若電解5 min時，測得銅電極的質量增加21.6 g。試冋答：

(1)電源中Y極是__________極，Cu極為_____________ 極。

(2)電解初始階段B中總反應的離子方程式為________________。通電5 min時，B中共收集到2. 24L(標準狀況)氣體，溶液體積為200 mL(電解前后溶液的體積變化忽略不計)，則通電前CuSO4溶液的濃度為______。

(3)電解后，A中溶液pH將_________ ( “升高”、“降低”或“不變”）。

(4)若電解后A中仍有Cl-，要使A中溶液恢復至初始狀態，需要補充_____________，其質量為_____g。

Answer 1

【答案】 正 陰 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ 0.25 mol·L-1 升高 HCl 7.3

【解析】（1）由已知銅電極的質量增加，所以該極發生反應為：Ag++e-=Ag，銅電極為陰極，則Ag電極為陽極，電源中Y極是正極。

（2）裝置B為惰性電極電解硫酸銅溶液，初始階段總反應的離子方程式為2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；電解5 min時，銅電極增加21.6 g，即生成的Ag為0.2mol，則電路中轉移0.2mol電子，B中陽極反應為4OH--4e-=2H2O+O2↑，則轉移0.2mol電子生成氧氣為0.05mol，體積為0.05mol×22.4Lmol-1=1.12L，因為B中共收集到2.24L(標準狀況)氣體，則在陰極也生成1.12L氣體，由2H++2e-=H2↑得，陰極生成氫氣轉移0.1mol電子，則Cu2++2e-=Cu中轉移0.1mol電子，所以Cu2+的物質的量為0.05mol，通電前c(CuSO4)=0.05mol÷0.2L=0.25 mol·L-1。

（3）A為惰性電極電解KCl溶液，總反應為：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，故電解后A中溶液pH將升高。

（4）若電解后A中仍有Cl-，則只發生反應2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，根據原子守恒，要使A中溶液恢復至初始狀態，需要補充HCl；由上面的分析知，該串聯電路中轉移0.2mol電子，則A中生成0.1molCl2和0.1molH2，故恢復至初始狀態需要補充0.2molHCl，質量為7.3g。