Question

在25℃时，用石墨电极电解1000mL一定浓度的CuSO₄溶液．5min后电解完全，在一个石墨电极上只有1.28g Cu生成．试回答下列问题：
（1）电解总离子方程式反应式为

2Cu²⁺+2H₂O=2Cu+O₂+4H⁺

．
（2）得到的溶液的pH是

1.4

．（lg2=0.3）反应速率v（Cu²⁺）：v（O₂）=

2：1

（3）在原CuSO₄溶液中，如要生成Cu（OH）₂沉淀，应调整溶液的PH为

5

（K_spCu（OH）₂=2×10^-20）

Answer 1

分析：（1）根据电解池的电解原理来书写电解反应方程式；
（2）根据阴极反应计算当有1.28g Cu生成时，反应所转移的电子数，两极上转移电子相等计算阳极上得到气体的物质的量以及溶液中含有的铜离子的物质的量，进而计算浓度；
（3）根据沉淀溶解平衡中的溶度积表达式进行计算即可．

解答：解：（1）电解硫酸铜时，阳极上是氢氧根放电，阴极上是铜离子放电，电解原理方程式为：2CuSO₄+2H₂O=2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，离子方程式为：2Cu²⁺+2H₂O=2Cu+O₂+4H⁺，故答案为：2Cu²⁺+2H₂O=2Cu+O₂+4H⁺；
（2）电解硫酸铜时，阴极上是铜离子放电，即Cu²⁺+2e^-→Cu，当该电极上有1.28g Cu生成时，转移电子为

1.28

64

×2=0.04mol，消耗铜离子的物质的量是0.02mol，阳极上是氢氧根放电，即4OH^-→O₂↑+2H₂O+4e^-，当转移0.04mol电子时，则减少的氢氧根的浓度为0.04mol/L，生成氧气的物质的量是0.01mol，所以
反应速率v（Cu²⁺）：v（O₂）=2：1，电解后氢离子浓度为0.04mol/L，溶液的pH为2-2lg2=1.4，故答案为：1.4；2：1；
（3）在原CuSO₄溶液中，铜离子的物质的量是0.02mol，浓度是0.02mol/L，如要生成Cu（OH）₂沉淀，根据Ksp=c（Cu²⁺）?c（OH^-）²得c（OH^-）=

Ksp c(Cu2+)

=

2×10-20 0.02

=10^-9mol/L，应调整溶液的PH为5，故答案为：5．

点评：本题考查学生电解原理以及溶度积的计算等有关知识，可以根据所学知识来回答，难度不大．