Question

在25℃时，用石墨电极电解2.0L 2.5mol/L CuSO₄溶液。5min后，在一个石墨电极上有6.4g Cu生成。试回答：
（1）转移电子的物质的量，得到O₂的体积（标准状况），溶液的pH？
（2）如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差多少？电解液的pH是否变化？ （相对原子质量 Cu：64）

Answer 1

（1）设转移电子的物质的量为x ，生成氧气的体积为V
2Cu²⁺ + 4e^- = 2Cu
　　　　4　　2
　　　　x　6.4g/(64g/mol)
4：x=2:0.1mol
x=0.2mol
根据电子守恒：
　4OH^- - 　4e^-= 2H₂O + O₂↑
　　4　　4mol　　　　　22.4L
n(OH^-)　0.2mol　　　　　V
4mol：0.2mol =22.4L：V
V=1.12L
n(H⁺)=n(OH^-)=0.2mol
c(H⁺)=0.2mol/2.0L=0.1mol/L
pH=-lgc(H⁺)=1
（2）用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电极反应为： 阳极：Cu-2e^-=Cu²⁺ 阴极：Cu²⁺+2e^-=Cu 根据转移电子守恒，阴极析出铜的质量和阳极溶解铜的质量相等，都是6.4g，电解后两铜片的质量相差为： 6.4g+6.4g=12.8g，溶液中c(H⁺)不变，pH不变。