Question

【题目】在25 ℃时，用石墨电极电解2.0 L 2.5 mol·L －1 CuSO4溶液，如有0.2 mol电子发生转移，请回答下列问题：

(1)阳极发生__________反应，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)，溶液的pH是__________。

(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

【答案】 氧化 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 6.4 g 1.12 L 1 12.8 g

【解析】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OH-、SO42-移向阳极，氢氧根离子放电发生氧化反应，电极反应式：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，生成氧气物质的量为0.05mol，

阳极反应为：4OH- - 4e- ═ 2H2O + O2↑

0.2mol 0.2mol 0.05mol

阴极反应为：2Cu2+ + 4e- ═ 2Cu

0.1mol 0.2mol 0.1mol

所以电解过程中得到铜的质量0.1mol×64g/mol=6.4g；生成氧气的体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L；溶液的PH的计算可以依据水电离出的氢离子和氢氧根离子守恒，减少氢氧根离子0.2mol，溶液中增加氢离子0.2mol，c(H+)==0.1mol/L，pH=-lgc(H+)=1，故答案为：6.4g；1.12L；1；

(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。