Question

在如图所示的装置中，若通直流电5min时，铜电极质量增加2.16g，试回答：
（1）电源电极Y为

 

极．
（2）pH变化：A

 

，B

 

，C

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．设电解前后溶液体积无变化，且气体、固体的加入对溶液体积无影响．完成以下两题：
（3）假设A中KCl的浓度足够大，5min时为使A烧杯中溶液恢复至原来状态（浓度、体积均与原来相同），则应在A烧杯中加入

 

mol

 

（填名称）．
（4）通电5min时，B中共收集224mL气体（标准状况），则要使B烧杯中溶液恢复至原来状态，则应在B烧杯中加入

 

mol

 

（填化学式）．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）若通直流电5min时，铜电极质量增加2.16g，则Cu电极为阴极、Ag电极为阳极，连接阴极的电极为电源负极、连接阳极的电极是电源正极；
（2）A中阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电，同时溶液中有氢氧根离子生成；B中阳极上氢氧根离子放电、阴极上铜离子放电，同时溶液中有氢离子生成；C中阳极上Ag失电子、阴极上银离子得电子；
（3）根据“析出什么加入什么”的原则判断；
（4）根据“析出什么加入什么”的原则判断．

解答： 解：（1）若通直流电5min时，铜电极质量增加2.16g，则Cu电极为阴极、Ag电极为阳极，连接阴极的电极为电源负极、连接阳极的电极是电源正极，所以Y电极是正极，故答案为：正；
（2）A中阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电，同时溶液中有氢氧根离子生成，所以溶液碱性增强，溶液的pH增大；
B中阳极上氢氧根离子放电、阴极上铜离子放电，同时溶液中有氢离子生成，所以溶液中氢离子浓度增大，溶液的PH减小；C中阳极上Ag失电子、阴极上银离子得电子，则溶液中氢离子或氢氧根离子浓度不变，溶液的PH不变，
故答案为：增大；减小；不变；
（3）铜电极质量增加2.16g，铜电极上析出Ag，转移电子的物质的量=

2.16g

108g/mol

×1=0.02mol，
A中发生2KCl+2H₂O

电解  .

2KOH+H₂↑+Cl₂↑，实际上相当于生成HCl，根据转移电子相等知，生成氯化氢的物质的量=

0.02mol

1

=0.02ml，
故答案为：0.02；氯化氢；
（4）B中阳极反应为4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，根据转移电子相等得，生成n（O₂）=0.02mol×

1

4

=0.005mol，体积为0.005mol×22.4L/mol=0.12mL，即112mL，所以阴极上还生成氢气，生成氢气的物质的量是

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，析出n（Cu）=

0.02mol-0.005mol×2

2

=0.005mol，
所以析出的物质相当于析出CuO和H₂O，且n（CuO）=n（H₂O）=0.005mol，相当于0.005mol Cu（OH）₂，所以加入0.005mol Cu（OH）₂即可恢复原状，
故答案为：0.005；Cu（OH）₂．

点评：本题考查了电解池原理，明确离子放电顺序是解本题关键，根据各个电极上发生的反应来分析解答，难点是（4），析出的气体要根据转移电子守恒确定气体成分，不能直接将气体认为全部是氧气而进行计算，为易错点．