Question

在25℃時(shí)，用石墨電極電解2.0L 0.5mol?L^-1 CuSO₄溶液．5min后，在一個(gè)石墨電極上有6.4g Cu生成．試回答下列問題：
（1）發(fā)生氧化反應(yīng)的是

 

極，電極反應(yīng)式為

 

．
（2）若電解后溶液的體積不變，則電解后溶液的pH為

 

．
（3）若將溶液恢復(fù)到與電解前一樣，則需加入

 

mol的

 

．
（4）若用等質(zhì)量的兩塊銅片代替石墨作電極，電解后兩銅片的質(zhì)量相差

 

g，電解液的pH

 

．（填“變小”、“變   大”或“不變”）

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：在25℃時(shí)，用石墨電極電解2.0 L，0.5mol/LCuSO₄溶液中Cu²⁺物質(zhì)的量為0.5mol，5min后，在一個(gè)石墨電極上有6.4 g Cu生成物質(zhì)的量為0.1mol；
（1）電解過程中，溶液中陰離子OH^-、SO₄^2-移向陽極，氫氧根離子放電發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（2）依據(jù)電極反應(yīng)電子守恒，生成銅物質(zhì)的量為0.1mol，電子轉(zhuǎn)移為0.2mol；
陽極反應(yīng)為、4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑
         0.2mol 0.2mol    0.05mol
陰極反應(yīng)為、2Cu²⁺+4e^-═2Cu
         0.1mol 0.2mol  0.1mol
所以電解過程中電子轉(zhuǎn)移為0.2mol；
生成氧氣的體積=0.05mol×22.4L/mol=1.12L；
溶液的PH的計(jì)算可以依據(jù)水電離出的氫離子和氫氧根離子守恒，減少氫氧根離子0.2mol，溶液中增加氫離子0.2mol，c（H⁺）=

0.2mol

2L

=0.1mol/L；pH=-lgC（H⁺）=1；
（3）根據(jù)缺什么加什么，結(jié)合電解方程式計(jì)算出需要加入的物質(zhì)及物質(zhì)的量；
（4）如用等質(zhì)量的兩塊銅片代替石墨作電極，是鍍銅，陽極反應(yīng)為：Cu-2e^-=Cu²⁺；陰極電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu；電子轉(zhuǎn)移0.2mol，陽極減少質(zhì)量為0.1mol×64g/mol=6.4g；同時(shí)陰極析出銅6.4g；電解后兩銅片的質(zhì)量相差12.8g，電解質(zhì)溶液的pH不變．

解答： 解：在25℃時(shí)，用石墨電極電解2.0 L，0.5mol/LCuSO₄溶液中Cu²⁺物質(zhì)的量為0.5mol，5min后，在一個(gè)石墨電極上有6.4 g Cu生成物質(zhì)的量為0.1mol；
（1）電解過程中，溶液中陰離子OH^-、SO₄^2-移向陽極，氫氧根離子放電發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案為：陽；4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（2）依據(jù)電極反應(yīng)電子守恒，生成銅物質(zhì)的量為0.1mol，電子轉(zhuǎn)移為0.2mol；
陽極反應(yīng)為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑
       0.2mol 0.2mol 0.05mol
陰極反應(yīng)為2Cu²⁺+4e^-═2Cu
        0.1mol 0.2mol 0.1mol
所以電解過程中電子轉(zhuǎn)移為0.2mol；
生成氧氣的體積=0.05mol×22.4L/mol=1.12L；
減少氫氧根離子0.2mol，溶液中增加氫離子0.2mol，c（H⁺）=

0.2mol

2L

=0.1mol/L，pH=-lgc（H⁺）=1，
故答案為：1；
（3）根據(jù)電解的離子方程式2Cu²⁺+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，反應(yīng)生成銅的物質(zhì)的量為：0.1mol，生成氧氣的物質(zhì)的量為：0.1mol×

1

2

=0.05mol，相當(dāng)于減少了0.1molCuO，故答案為：0.1；CuO；
（4）如用等質(zhì)量的兩塊銅片代替石墨作電極，是鍍銅，陽極反應(yīng)為：Cu-2e^-=Cu²⁺；陰極電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu；電子轉(zhuǎn)移0.2mol，陽極減少質(zhì)量為0.1mol×64g/mol=6.4g；同時(shí)陰極析出銅6.4g，；電解后兩銅片的質(zhì)量相差12.8g，電解質(zhì)溶液的pH不變，
故答案為：12.8；不變．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解原理的應(yīng)用，電極反應(yīng)的判斷，電極反應(yīng)的書寫方法，電子守恒的計(jì)算應(yīng)用，電鍍的原理分析和計(jì)算應(yīng)用．