Question

如图所示，通电5min后，第③极增重2.16g，同时在A池中收集到标准状况下的气体224mL，设A池中原混合液的体积为200mL．
（1）电源F为

正

极；第②极为

阳

极；  B池为

电镀

池．
（2）A池中第②极上的电极反应式为

4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑

；
A池中第①极上产生气体体积为

112

mL；（标准状况下）
（3）通电前A池中原混合溶液Cu²⁺的浓度为

0.025mol?L^-1

．

Answer 1

分析：（1）通电5min后，第③极增重，所以第③极是阴极，则F是电源正极，第②极是阳极，根据B装置中阳极材料和电解质溶液金属元素之间的关系确定；
（2）第②极是阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，据此写出电极反应式，根据转移电子数相等计算阳极上生成的氧气，从而确定阴极上也有气体生成，根据阴极上转移的电子计算生成气体的体积；
（3）根据阴阳极上转移电子守恒计算铜转移的电子，再根据铜和转移电子之间的关系式计算硫酸铜的物质的量浓度．

解答：解：（1）通电5min后，第③极增重，所以第③极是阴极，则F是电源正极，第②极是阳极，B装置中，银作阳极，电解质溶液是硝酸银，阳极材料和电解质溶液具有相同的金属元素，所以是电镀池，
故答案为：正，阳、电镀池；
（2）第②极是阳极，A中阳极上氢氧根离子放电生成氧气，其电极反应式为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
第③极反应为Ag⁺+e^-=Ag，n（Ag）=

2.16g

108g/mol

=0.02mol，则转移的电子为0.02mol，
A池中阳极反应为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，则转移0.02mol电子生成氧气为0.005mol，其体积为0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL＜224mL，所以在阴极上含有气体生成，在阴极也生成112mL气体，由2H⁺+2e^-=H₂↑，则氢气的物质的量为0.005mol，其体积是0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，
故答案为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，112mL；
（3）Cu²⁺+2e^-=Cu中转移0.01mol电子，所以Cu²⁺的物质的量为0.005mol，通电前c（CuSO₄）=

0.005

0.2

mol/L=0.025 mol?L^-1，故答案为：0.025 mol?L^-1．

点评：本题考查电解原理，明确Cu电极的质量增加是解答本题的突破口，并明确发生的电极反应及电子守恒即可解答，难度不大．