Question

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

（1）阴极发生______ 反应，电极反应为________________。

（2）阳极电极反应为_____________________________ 。

（3）电解后得到的Cu的质量是________ ，得到O2的体积（标准状况）是________ 。

（4）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____ ，电解液的pH________ （填“变小”、“变大”或“不变”）

Answer 1

【答案】还原反应 2Cu2+ + 4e- = 2Cu 4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑ 6.4g 1.12L 12.8g 不变

【解析】

（1）根据得失电子判断反应类型；根据离子放电顺序书写阴极电极反应式；

（2）根据离子放电顺序书写阳极电极反应式；

（3）根据铜、氧气与转移电子的关系计算铜的质量、氧气的体积；

（4）根据溶解的铜、析出的铜与电子的关系计算，然后两数值相加即得电解后两铜片的质量差。

（1）阴极上得电子，发生还原反应；阴极上铜离子的放电能力大于氢离子的放电能力，所以阴极上析出铜，故电极反应式为Cu2++2e-═Cu；

（2）阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应式为4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑；

（3）2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 转移电子

2×64g 4mol

6.4g 0.2mol

所以铜的质量为6.4g；

2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 转移电子

22.4L 4mol

1.12 L 0.2mol

所以生成氧气的体积为1.12 L；

（4）当以铜片作电极时，阳极上铜失电子变成离子进入溶液，所以铜片质量减少；阴极上铜离子得电子生成铜单质，铜片质量增加，

两极的质量差=阳极上减少的质量+阴极上增加的质量．

阳极 Cu-2e-═Cu2+

64g 2mol

6.4g 0.2mol

所以阳极质量减少6.4g；

阴极 Cu2++2e-═Cu

2mol 64g

0.2mol 6.4g

所以阴极质量增加6.4g；

所以两极质量相差 6.4g+6.4g═12.8g。以铜片作电极电解硫酸铜溶液，阳极溶解铜、阴极析出铜，硫酸铜溶液不变，所以电解液的pH不变。