题目内容
【题目】在如图所示的装置中,通电5min后,铜电极的质量增加2.16g。试回答下列问题:
(1)电源中X极为直流电源的__极。
(2)溶液pH的变化情况:A__,B__,C__(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)通电5min后,B装置中共收集224mL(标准状况下)气体,溶液体积为200mL,则通电前该装置溶液中CuSO4的物质的量浓度为__(设电解前后溶液体积无变化)。
【答案】负 增大 减小 不变 0.025mol·L-1
【解析】
根据电解池原理分析解答;根据电路中电子转移守恒结合生成气体的体积进行相关计算。
(1)由铜电极的质量增加,发生Ag++e-═Ag,则Cu电极为阴极,Ag为阳极,Y为正极,可知X为电源的负极,故答案为:负;
(2)A中电解氯化钾得到氢氧化钾溶液,pH增大,B中电解硫酸铜溶液生成硫酸,溶液中氢离子浓度增大,pH减小,C中阴极反应为Ag++e-═Ag,阳极反应为Ag-e═Ag+,溶液浓度不变,则pH不变,故答案为:增大;减小;不变;
(3)C中阴极反应为Ag++e-═Ag,n(Ag)==0.02mol,则转移的电子为0.02mol,B中阳极反应为4OH--4e-═2H2O+O2↑,则转移0.02mol电子生成氧气为0.02mol×=0.005mol,其体积为0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL,则在阴极也生成112mL气体,由2H++2e-═H2↑,则氢气的物质的量为=0.005mol,该反应转移的电子为0.005mol ×2=0.01mol,则Cu2++2e-═Cu中转移0.01mol电子,所以反应的Cu2+的物质的量为0.005mol,通电前c(CuSO4)==0.025mol·L1;故答案为:0.025mol/L。