Question

【题目】500mL KNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中c（NO3﹣）=6.0mol/L，用铅蓄电池作电源，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500mL，求（无相应计算过程不得分）
（1）原溶液中K+的浓度？
（2）铅蓄电池的正极质量改变多少？
（3）若将电解后的溶液恢复到电解前的浓度，加一种什么物质；其质量为多少克？

Answer 1

【答案】
（1）解：石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况），n（O2）= =1mol，

阳极发生电极反应为：4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+2H2O，

4mol 4mol 1mol

阴极发生的电极反应为：Cu2++2e﹣═Cu、2H++2e﹣═H2↑

1mol 2mol 1mol 2mol 2mol 1mol

c（Cu2+）= =2mol/L，由电荷守恒可知，原混合溶液中c（K+）为6mol/L﹣2mol/L×2=2mol/L，答：原溶液中K+的浓度2mol/L

（2）解：铅蓄电池的正极的电极反应式为：PbO2+2e﹣+4H++SO42﹣=PbSO4+2H2O，而整个电路转移4mol的电子，所以有2mol的氧化铅放电，质量变化为：2×（96﹣32）=128g，答：铅蓄电池的正极质量改变128g
（3）解：电解过程中铜离子放电，水中氢离子放电，所以加入1mol的Cu（OH）2 恢复到电解前的浓度，质量为98g，答：加一种什么物质是氢氧化铜；其质量为98g
【解析】石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况），阴极发生反应为：Cu2++2e﹣═Cu、2H++2e﹣═H2↑，阳极发生反应为：4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+2H2O，n（O2）= =1mol，结合电子守恒及物质的量浓度的计算来解答．