Question

【题目】如图所示，若电解5min时，测得铜电极的质量增加2.16g，试回答：

(1)电源中X电极是______（填“正”或“负”）极。

(2)通电5min，时，B中收集到224mL(标准状况下)气体，溶液体积为200mL，（电解前后溶液的体积变化忽略不计）则通电前c(CuSO4)=______。

(3)若A中KCl溶液的体积也是200mL，则电解后溶液的pH=______。

Answer 1

【答案】负 0.025mol/L 13

【解析】

(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；

(2)根据电极反应及电子守恒来计算；

(3)根据A的电极反应式，结合C中电子转移数目相等计算A中c(OH-)，通过水的离子积常数计算出c(H+)，根据pH=-lgc(H+)得到溶液的pH。

(1)由铜电极的质量增加，Cu电极发生反应：Ag++e-=Ag，则Cu电极为阴极，可知X为电源的负极。

(2)C中阴极反应为Ag++e-=Ag，n(Ag)==0.02mol，则转移的电子为0.02mol，

B中阳极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑，则转移0.02mol电子生成O2的物质的量是0.005mol，其V(O2)=0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，在阴极发生反应2H++2e-=H2↑，生成H2的体积224mL-112mL=112mL，则氢气的物质的量为0.005mol，该反应转移的电子为0.01mol，

则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)==0.025mol/L。

(3)由A中发生2KCl+2H2O2KOH+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-)==0.1mol/L，根据水的离子积常数Kw=1×10-14，可知c(H+)=1×10-14÷0.1=1×10-13mol/L，所以溶液的pH=-lgc(H+)=-lg1×10-13=13。