Question

在25℃时，用石墨电极电解2.0L 2.5mol．L^-1CuSO₄溶液，如有0.2mol电子发生转移，请回答下列问题：
（1）阳极发生反应

 

（填“氧化”或“还原”），电极反应式为

 

．
（2）电解后得到的铜的质量是

 

，得到氧气的体积是

 

（标准状况）．
（3）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

 

．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）电解过程中，溶液中阴离子移向阳极发生氧化反应，据此书写电极反应；
（2）依据电极反应电子守恒，有0.20mol电子发生转移，生成铜物质的量为0.1mol，生成氧气物质的量为0.05mol；
（3）如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，是镀铜，阳极反应为：Cu-2e^-=Cu²⁺；阴极电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu；根据电子转移计算两电极固体质量变化，计算质量差．

解答： 解：在25℃时，用石墨电极电解2.0 L，2.5mol/LCuSO₄溶液中Cu²⁺物质的量为5mol．
（1）电解过程中，溶液中阴离子氢氧根离子移向阳极发生氧化反应，4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，电极反应：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案为：氧化；4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（2）依据电极反应电子守恒，有0.20mol电子发生转移，生成铜物质的量为0.1mol，质量是0.1mol×64g/mol=6.4g，生成氧气物质的量为0.05mol，标况下的体积是0.05mol×22.4L/mol=1.12L；故答案为：6.4g；1.12L．
（3）如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，是镀铜，阳极反应为：Cu-2e^-=Cu²⁺；阴极电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu；电子转移0.2mol，阳极减少质量为0.1mol×64g/mol=6.4g；同时阴极析出铜6.4g，电解后两铜片的质量相差12.8g，故答案为：12.8g．

点评：本题考查了电解原理的应用，电极反应的判断，电极反应的书写方法，电子守恒的计算应用，电镀的原理分析和计算应用．