Question

(14分)(2011·温州高二检测)在25 ℃时，用石墨电极电解2.0 L 0.5 mol·L－1 CuSO4溶液。5 min后，在一个石墨电极上有6.4 g Cu生成。试回答下列问题：
(1)发生氧化反应的是________极，电极反应式为____________________________
________________________________________________________________________。
(2)若电解后溶液的体积不变，则电解后溶液的pH为________。
(3)若将溶液恢复到与电解前一样，则需加入________mol的________。
(4)若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________g，电解液的pH________。(填“变小”、“变大”或“不变”)

Answer 1

(1)阳　4OH^－－4e^－===2H₂O＋O₂↑
(2)1　(3)0.1　CuO　(4)12.8　不变

(1)n(CuSO₄)＝2.0 L×0.5 mol/L＝1.0 mol，而在阴极析出的Cu为＝0.1 mol，故CuSO4未完全电解，阳极发生氧化反应，电极反应为4OH^－－4e^－===2H₂O＋O₂↑。
(2)总反应为：
2CuSO₄＋2H₂O2Cu　＋　O2↑　＋　2H₂SO₄
2       2        2         1          2
0.1 mol  0.1 mol  0.1 mol    0.05 mol    0.1 mol
所以电解后c(H＋)＝＝0.1 mol/L，
故pH＝－lg 0.1＝1。
(3)电解后生成的0.1 mol Cu和0.05 mol O2脱离该体系，即相当于0.1 mol CuO，因此若将溶液复原，则应加入0.1 mol CuO。
(4)此时成为电镀池，阳极Cu－2e－===Cu2＋，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，因此若阴极上析出6.4 g铜，则阳极溶解6.4 g铜，电解后两铜片质量差为6.4 g＋6.4 g＝12.8 g，而电解液的pH不变。