Question

在25 ℃時，用石墨電極電解2.0 L 2.5 mol·L^－1CuSO₄溶液，如有0.20 mol電子發生轉移，請回答下列問題：
(1)陰極發生                                                          反應，
電極反應式為                                                            ；
(2)陽極發生                                                          反應，
電極反應式為                                                       ；
(3)電解后得到的銅的質量是       ，得到氧氣的體積是       (標準狀況)，溶液的pH是                                                                       ；
(4)如果用等質量的兩塊銅片代替石墨作電極，電解后兩銅片的質量相差       ，電解液的pH                                                                       。

Answer 1

(1)還原 2Cu^2＋＋4e^－=2Cu
(2)氧化 4OH^－－4e^－=2H₂O＋O₂↑
(3)6.4 g 1.12 L 1
(4)12.8 g 不變

用石墨電極電解CuSO₄溶液：
陽極反應式：4OH^－－4e^－=2H₂O＋O₂↑，
陰極反應式：2Cu^2＋＋4e^－=2Cu。
當線路中有0.20 mol電子轉移時，析出銅的質量為
m(Cu)＝mol×64 g·mol^－1＝6.4 g。
產生O₂的體積
V(O₂)＝×22.4 L·mol^－1＝1.12 L。
c(H^＋)＝＝0.1 mol/L，pH＝－lg 0.1＝1。
若用Cu片代替石墨電極，則該裝置為電鍍池，電解后溶液pH不變。當轉移0.2 mol電子時，陽極溶解6.4 g，Cu陰極析出6.4 g Cu，則兩極質量差為6.4＋6.4＝12.8(g)。