Question

18．如图所示，若电解5min时铜电极增重2.16g，试回答：
（1）电源电极X名称为负极．C装置是电镀池；
（2）pH变化为：A增大；B减小；C不变；
（3）通电5min时，B中的铜离子刚好都放电，溶液体积为100mL（设电解前后体积没变化），则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度是多少？（要求有解题过程）
（4）若A中KCl溶液的体积为200mL（设电解前后体积无变化），电解后，溶液的pH是多少？（要求有解题过程）

Answer 1

分析 （1）由铜电极的质量增加，则Cu电极为阴极，可知X为电源的负极，C中阴极反应为Ag⁺+e^-═Ag，阳极反应为Ag-e^-═Ag⁺，溶液浓度不变，C是电镀池；
（2）A池是生成碱放氢型，B中电解硫酸铜溶液生成硫酸，pH减小，根据C中电极反应判断；
（3）根据电极反应及电子守恒来计算；
（4）根据A中的电极反应及与C中转移的电子守恒来计算．

解答 解：（1）由铜电极的质量增加，发生Ag⁺+e^-═Ag，则Cu电极为阴极，Ag为阳极，Y为正极，可知X为电源的负极，C中阴极反应为Ag⁺+e^-═Ag，阳极反应为Ag-e^-═Ag⁺，溶液浓度不变，C是电镀池，故答案为：负极；电镀；
（2）A池是生成碱放氢型，所以pH增大，B中电解硫酸铜溶液生成硫酸，溶液中氢离子浓度增大，pH减小，C中阴极反应为Ag⁺+e^-═Ag，阳极反应为Ag-e^-═Ag⁺，溶液浓度不变，则pH不变，
故答案为：增大；减小；不变；
（3）C中阴极反应为Ag⁺+e^-═Ag，n（Ag）=$\frac{2.16g}{108g/mol}$=0.02mol，则转移的电子为0.02mol，此时B中的铜离子刚好都放电，所以硫酸铜的物质的量为0.01mol，
通电前c（CuSO₄）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1 mol•L^-1；
答：电前硫酸铜溶液的物质的量浓度是0.1mol•L^-1；
（4）由A中发生2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2KOH+H₂↑+Cl₂↑～2e^-，
由电子守恒可知，转移0.02mol电子时生成0.02molKOH，忽略溶液体积的变化，
则c（OH^-）=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol•L^-1，溶液pH=13，
答：溶液的pH是13．

点评 本题考查电解原理，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高考高频考点，难度中等，注意把握离子的放电顺序，为解答该题的关键．