Question

在如图用石墨作电极的电解池中，放入500mL含一种溶质的某蓝色硫酸盐溶液进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成．请回答下列问题：
（1）请写出B极板的名称：

阳极

 电极反应式

4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑

写出电解时反应的总离子方程式

2Cu²⁺+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺

（2）若当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量、电极增重1.6g．电解后溶液的pH为

PH=1

；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入

CuO

，其质量为

2

g．（假设电解前后溶液的体积不变）
（3）若原溶液为1L  K₂SO₄、CuSO₄的混合溶液，且c（SO₄^2-）=2.0mol/L；如图装置电解，当两极都收集到22.4L气体（标准状况）时，停止电解．则原溶液中的c（K⁺）=

2mol/L

．

Answer 1

分析：（1）根据实验现象判断A、B的电极名称，并写出电极反应式及电池反应式；
（2）根据电池反应式中铜与氢离子的关系式计算氢离子的物质的量，从而确定溶液的PH值；根据电池反应式电解出的物质判断并计算析出物质的质量；
（3）根据电解时阴阳极上得失电子守恒计算铜的物质的量，从而算出铜离子的浓度，根据溶液中阴阳离子的电荷守恒计算钾离子的浓度．

解答：解：（1）电解硫酸盐时，溶液中氢氧根离子放电能力大于硫酸根离子，所以在阳极上析出氧气，根据实验现象判断，在阴极上析出铜，所以B极是阳极；阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气，电极反应式为 4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；根据实验现象知，溶液中铜离子得电子变成铜单质析出，氢氧根离子失电子变成水和氧气，所以其电池反应式为
 2Cu²⁺+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺；
故答案为：阳极； 4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑； 2Cu²⁺+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺．
（2）2Cu²⁺+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺ 
                      128g     4mol     
                      1.6g      0.05mol
C（H ⁺ ）=

n

V

=

0.05mol

0.5L

=0.1mol/L
所以pH=1；
根据电池反应式知，析出的物质是铜和氧气，要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入 CuO；
2Cu²⁺+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺ 
                128g 32g
                1.6g  0.4g
所以加入的质量=铜的质量+氧气的质量=1.6g+0.4g=2g
故答案为：pH=1；CuO；2．
（3）电解时阳极上析出氧气，阴极上析出氢气和铜，22.4L气体的物质的量为1mol，根据电解时阴阳极上得失电子守恒，列关系式为：n（H₂）×2+n（Cu）×2=n（O₂）×4，
1mol×2+n（Cu）×2=1mol×4，
n（Cu）=1mol
C（Cu ²⁺ ）=

1mol

1L

=1mol/L
根据溶液中阴阳离子的电荷守恒列关系式为：C（Cu ²⁺ ）×2+c（K⁺）×1=c（SO₄^2-）×2
所以c（K⁺）=2mol/L     
故答案为：2mol/L．

点评：本题考查了电解池工作原理中阴阳极的判断、电极反应式的书写等知识点，本题中利用得失电子守恒、溶液中阴阳离子所带电荷守恒是解（3）题的关键．