Question

如图所示的装置中，若通入直流电5min时，铜电极质量增加2.16g，试回答：
（1）电源电极Y的名称为

 

．
（2）C中pH值

 

．（填“增大”“减小”或“不变”）．
（3）通电5min后，B中共收集112mL气体（标准状况），请写出生成该气体的电极反应

 

．B中电解总反应的离子方程式为

 

，溶液体积为200mL，则通电后该溶液的c（H⁺）为

 

．（设电解前后溶液体积无变化）．
（4）若A中为200mL 1mol/L的KCl溶液，则A中电解总反应的离子方程式为

 

，电解后溶液的PH=

 

（设电解前后溶液体积无变化）．

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）由铜电极的质量增加，则Cu电极为阴极，可知X为电源的负极，Y为电源正极；
（2）C中银做阳极失电子生成银离子，溶液中银离子在铜电极阴极上析出银，电解质溶液浓度不变；
（3）根据电极反应及电子守恒来计算，B中阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气，铜离子在阴极得到电子析出铜，依据氢氧根离子减少喝氢离子浓度增大计算溶液中氢离子浓度；
（4）根据A中的电极反应及与C中转移的电子守恒来计算．

解答： 解：（1）由铜电极的质量增加，发生Ag⁺+e^-=Ag，则Cu电极为阴极，可知X为电源的负极，Y为电源正极；
故答案为：正极；
（2）C中银做阳极失电子生成银离子，溶液中银离子在铜电极阴极上析出银，电解质溶液浓度不变，溶液PH不变；
故答案为：不变；
（3）C中阴极反应为Ag⁺+e^-=Ag，n（Ag）=

2.16g

108g/mol

=0.02mol，则转移的电子为0.02mol，
B中阳极反应为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，生成气体物质的量=

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，则转移0.02mol电子生成氧气为0.005mol，则Cu²⁺+2e^-=Cu中转移0.02mol电子，所以Cu²⁺的物质的量为0.005mol，通电前c（CuSO₄）=

0.005mol

0.2L

=0.025 mol?L^-1，电解的是硫酸铜溶液，B中的反应为2CuSO₄+2H₂O

通电  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；依据4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，氧气生成0.005mol，减少的氢氧根离子物质的量为0.02mol，溶液中氢离子物质的量为0.02mol，氢离子浓度

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L；
故答案为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；2CuSO₄+2H₂O

通电  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；0.1mol/L；
（3）由A中发生2KCl+2H₂O

通电  .

2KOH+H₂↑+Cl₂↑，反应的离子方程式为：2Cl^-+2H₂O

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；依据上述计算可知电路中转移电子0.02mol，由电子守恒可知，转移0.02mol电子时生成0.02molKOH，忽略溶液体积的变化则c（OH^-）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol?L^-1，
c（H⁺）=10^-13mol/L，PH=13；
故答案为：2Cl^-+2H₂O

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，0.1mol?L^-1；

点评：本题考查电解原理，明确Cu电极的质量增加是解答本题的突破口，并明确发生的电极反应及电子守恒即可解答，难度中等．