Question

如图，通电5min后，电极5质量增加2.16g，回答：
（1）电源：a是

 

极，b是

 

极；A池电极反应，电极1：

 

；电极2：

 

．
C池电极反应，电极5：

 

；电极6：

 

．
（2）如果B池中共收集到224mL气体（标准状况），且溶液体积为200mL（设电解过程中溶液体积不变），则通电前溶液中Cu²⁺的物质的量浓度为

 

．

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：通电5min后，电极5质量增加2.16g，说明电极5是阴极，得电子析出金属单质，所以a是电源的负极，b是电源的正极．
（1）A、B、C装置有外接电源，所以是电解池，A电解池中电极2为阳极氯离子放电生成氯气，电极1为阴极氢离子放电生成氢气；C电解池中电极5为阴极银离子放电析出银，电极6为阳极铜失电子．
（2）根据析出银的物质的量计算转移电子的物质的量，根据转移电子的物质的量计算B电解池中阳极上生成氧气的体积，根据气体的总体积知，生成的气体还有氢气，根据氢气的体积计算生成氢气转移电子的物质的量，根据得失电子数相等知，生成铜时转移电子的物质的量，根据生成铜时转移电子的物质的量计算铜的物质的量，根据物质的量浓度公式计算铜离子浓度．

解答： 解：通电5min后，电极5质量增加2.16g，说明电极5是阴极，得电子析出金属单质，所以a是电源的负极，b是电源的正极．
（1）A、B、C装置有外接电源，所以是电解池，A电解池中阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，所以电极反应式分别为：电极2上2Cl^--2e^-=Cl₂↑，电极1上2H⁺+2e^-=H₂↑；C电解池中电极5为阴极银离子放电析出银，2Ag⁺+2e^-=2Ag，电极6为阳极铜失电子，Cu-2e^-=Cu²⁺；
故答案为：负；正；2H⁺+2e^-=H₂↑；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；2Ag⁺+2e^-=2Ag；Cu-2e^-=Cu²⁺；
（2）通电5min后，电极5质量增加2.16g，电极5上析出的金属是银，银的物质的量=

2.16g

108g/mol

=0.02mol，转移电子的物质的量=0.02mol×1=0.02mol．B电池中阳极上通过0.02mol电子时生成氧气的体积=

0.02mol

4

=112mL，B中共收集气体的体积是224mL，所以气体中还有氢气，氢气的体积是112mL，生成112mL氢气转移电子的物质的量=

0.112L

22.4L/mol

×2=0.01mol电子，一共转移电子的物质的量是0.02mol，所以生成铜转移电子的物质的量=0.01mol，n（Cu）=

0.01mol

2

=0.005mol，C（Cu²⁺）=

0.005mol

0.2L

=0.025mol/L．
故答案为：0.025mol/L．

点评：本题以电解原理为载体考查了物质的量的有关计算，难度中等，明确串联电解池中转移电子数相等是解本题的关键，注意B电解池中气体的成分，然后根据得失电子数相等计算得出铜的物质的量，从而计算得出其浓度