题目内容

(12分)如下图,通电5 min后,电极5质量增加2.16 g,回答:

(1)电源:a是________极,b是________极;A池电极反应,电极1:__________;
电极2:____________________________________________________________。
C池电极反应,电极5:________________________________________________;
电极6:______________________________________________________________。
(2)如果B池中共收集到224 mL气体(标准状况),且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变),则通电前溶液中Cu2的物质的量浓度为________。
(1)负 正 2H+2e===H2↑ 2Cl-2e===Cl2↑ 2Ag+2e===2Ag Cu-2e===Cu2
(2)0.025 mol/L

试题分析:(1)通电5 min后,电极5质量增加2.16 g,这说明电极5是阴极,所以电极是阳极。则b是电源的正极,a是电源的负极。因此电极1是阴极,氢离子放电生成氢气,电极反应式是2H+2e===H2↑。电极2是阳极,溶液中的氯离子放电生成氯气,电极反应式是2Cl-2e===Cl2↑。C装置中电极5是阴极,溶液中的银离子放电,电极反应式是2Ag+2e===2Ag。电极6是阳极,但电极是铜电极,所以铜失去电子,电极反应式是Cu-2e===Cu2
(2)电极5生成银的质量是2.16g,物质的量是0.02mol,转移0.02mol电子。B池中共收集到224 mL气体(标准状况),则气体的物质的量是0.01mol。如果气体全部是氧气,则转移电子是0.04mol。显然电子的得失不守恒,所以生成的气体中还含有氢气。根据电子的得失守恒可知,阳极生成氧气的物质的量是0.02mol÷4=0.005mol,所以阴极生成的氢气是0.01mol-0.005mol=0.005mol。则阴极析出的铜的物质的量是(0.02mol-0.005mol×2)÷2=0.005mol,因此电解硫酸铜溶液的物质的量浓度是0.005mol÷0.2L="0.025" mol/L。
点评:该题的难点在(2)问,需要利用电子守恒,通过讨论得出阴极还有氢气生成,最后再通过电子的守恒计算即可,属于中等难度的试题。
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