题目内容
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极板的名称及反应式：
（2）写出电解时反应的总离子方程式
（3）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
（4）若原溶液为1L K2SO4、CuSO4的混合溶液，且c（SO42-）=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+）为多少？（请简单表示计算过程）
分析：电解该溶液时，A极上有金属单质铜生成，则A是阴极，B是阳极，阳极上有无色气体生成，该气体是氧气，则该溶液为含氧酸的铜盐，
（1）B是阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气；
（2）阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成铜；
（3）根据铜和氢离子之间的关系式计算氢离子浓度，pH=-lgc(H+)；根据“析出什么加入什么”的原则加入物质；
（4）电解混合溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上先铜离子放电后氢离子放电，根据转移电子守恒计算析出铜的物质的量，再根据电解质溶液中电荷守恒计算钾离子浓度．
（1）B是阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气；
（2）阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成铜；
（3）根据铜和氢离子之间的关系式计算氢离子浓度，pH=-lgc(H+)；根据“析出什么加入什么”的原则加入物质；
（4）电解混合溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上先铜离子放电后氢离子放电，根据转移电子守恒计算析出铜的物质的量，再根据电解质溶液中电荷守恒计算钾离子浓度．
解答：解：（1）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，说明A电极析出金属铜，则A为阴极，B为阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，
故答案为：阳极；4OH--4e-=2H2O+O2↑；
（2）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，说明A电极析出金属铜，则A为阴极，B为阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，所以电池反应式为：2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+，
故答案为：2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+；
（3）析出铜的物质的量=
=0.025mol，根据2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4 H+中铜和氢离子的关系式得n（H+）=2n（Cu）=0.05mol，c（ H+）=
=0.1mol/L，则溶液的pH=1；
阳极上生成氧气，阴极上生成铜，所以析出的物质就相当于CuO，根据铜原子守恒得m（CuO）=n（CuO）．M（CuO）=n（Cu）．M（CuO）=0.025mol×80g/mol=2g，
根据析出什么加入什么的原则知，为了使溶液恢复原状，可以加入2g氧化铜，也可以加入碳酸铜，根据原子守恒得m（CuCO3）=n（CuCO3）．M（CuCO3）=n（CuO）M（CuCO3）=0.025mol×124g/mol=3.2g，
故答案为：1；CuO 2（或CuCO33.2）
（4）电解混合溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上先铜离子放电后氢离子放电，由电子守恒可知：2n（Cu2+）+2n（H2）=4n（O2），2n（Cu2+）+2×
=4×
，
得n（Cu2+）=1mol，
由电荷守恒可知：c（K+）+2c（Cu2+）=2c（SO42-），c（K+）+2×
=2×2.0mol/L，
c（K+）=2mol/L，
答：原溶液中c（K+）为2mol/L．
故答案为：阳极；4OH--4e-=2H2O+O2↑；
（2）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，说明A电极析出金属铜，则A为阴极，B为阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，所以电池反应式为：2Cu2++2H2O
| ||
故答案为：2Cu2++2H2O
| ||
（3）析出铜的物质的量=
| 1.6g |
| 64g/mol |
| ||
| 0.05mol |
| 0.5L |
阳极上生成氧气，阴极上生成铜，所以析出的物质就相当于CuO，根据铜原子守恒得m（CuO）=n（CuO）．M（CuO）=n（Cu）．M（CuO）=0.025mol×80g/mol=2g，
根据析出什么加入什么的原则知，为了使溶液恢复原状，可以加入2g氧化铜，也可以加入碳酸铜，根据原子守恒得m（CuCO3）=n（CuCO3）．M（CuCO3）=n（CuO）M（CuCO3）=0.025mol×124g/mol=3.2g，
故答案为：1；CuO 2（或CuCO33.2）
（4）电解混合溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上先铜离子放电后氢离子放电，由电子守恒可知：2n（Cu2+）+2n（H2）=4n（O2），2n（Cu2+）+2×
| 22.4L |
| 22.4L/mol |
| 22.4L |
| 22.4L/mol |
得n（Cu2+）=1mol，
由电荷守恒可知：c（K+）+2c（Cu2+）=2c（SO42-），c（K+）+2×
| 1mol |
| 1L |
c（K+）=2mol/L，
答：原溶液中c（K+）为2mol/L．
点评：本题考查了电解原理，根据电极上析出物质确定阴阳极，再根据铜和氢离子、氧气之间的关系式进行计算，注意利用原子守恒、电荷守恒来分析解答，难度中等．
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