Question

（10分）下图中p、q为直流电源两极，A极由金属单质X制成，B、C、D为铂电极，接通电源，金属X沉积于B极，同时C、D产生气泡。试回答：

（1）p为_____极，A极发生了______反应。
（2）C极的电极反应方程式为：______________________；
（3）在电解过程中，测得了C、D两极上产生的气体的实验数据如下：仔细分析以上实验数据，请说出可能的原因是______               。

时间（min）	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
阴极气体体积（cm3）	6	12	20	29	32	42	52	62	72	82
阳极气体的体积（cm3）	2	4	7	11	16	2l	26	3l	36	41

（4）电解一段时间后，若将硫酸溶液浓度恢复到电解前，应加入的物质是_____ 
（5）当电路中通过0．004 mol 电子时，B电极上沉积金属       X的质量为0．128g，则此金属的摩尔质量为_______。
若A电极改用石墨电极电解400mLXSO₄溶液，则此时溶液pH为   。

Answer 1

（1）正；（1分）氧化
（2）4OH^-－4e-＝O₂↑＋2H₂O
（3）开始反应的1～4min内，由于产生的氧气和氢气在水中的溶解度没有达到饱和，而氧气在水中的溶解度大于氢气，故氢气和氧气的体积比大于2:1，随反应的进行，由于生成的氧气和氢气在水中的溶解均达到饱和故4min后氢气和氧气的体积比等于2:1
（4）水
（5）64g·mol^–1，pH = 2

（1）由“接通电源，金属X沉积于B极”说明金属阳离子在B极得电子，即B为阴极（还原反应），A为阳极（氧化反应）；q为电源负极，p为电源正极；
（2）C为电解硫酸溶液的阳极：4OH^-－4e-＝O₂↑＋2H₂O
（3）D极为电解硫酸溶液的阴极：2H^＋＋2e^－=H₂↑：开始反应的1～4min内，由于产生的氧气和氢气在水中的溶解度没有达到饱和，而氧气在水中的溶解度大于氢气，故氢气和氧气的体积比大于2:1，随反应的进行，由于生成的氧气和氢气在水中的溶解均达到饱和故4min后氢气和氧气的体积比等于2:1
（4）由电极反应可知，电解硫酸溶液相当于电解水，故若将硫酸溶液浓度恢复到电解前，应加入的物质是水
（5）B电极上的电极反应为：Xⁿ⁺+ne^－=X，设X元素的摩尔质量为Mg/mol，则可得到：，当n=2时，M=64g/mol符合实际
由电极反应：2X^2＋＋2H₂O=2X＋O₂↑＋4H^＋（有4个电子转移）可知，当电路中通过0．004 mol 电子时，生成的H^＋的物质的量为0．004 mol，其浓度为0.01mol/L，pH=2