Question

在如下图用石墨作电极的电解池中，放入500 mL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；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1.6 g。请回答下列问题。

                           

(1)B电极发生反应的电极反应式 ___________________ 。

(2)写出电解时反应的离子方程式 ___________________ 。

(3)电解后溶液的pH为________，要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入__________，其质量为__________。(假设电解前后溶液的体积不变)

(4)请你设计实验确定原溶液中可能所含的酸根离子，要求：提出两种可能的假设，分别写出论证这两种假设的操作步骤、实验现象和实验结论。

①假设一：__________________________________________________________；

②假设二：__________________________________________________________。

Answer 1

解析：根据蓝色溶液和红色固体判断电解的是含Cu²⁺的溶液。再根据A极质量增加，B极产生无色气体判断A为阴极，B为阳极，电极反应式分别为：2Cu²⁺+4e^-====2Cu,4OH^--4e^-====2H₂O+O₂↑

电解后：c(H⁺)=2c(Cu²⁺)==0.1 mol·L^-1

所以pH=1

    根据电解方程式：2Cu²⁺+2H₂O2Cu+O₂↑+4H⁺，可知从溶液中析出的是Cu和O₂,比例为2∶1，相当于CuO，因此应向溶液中加入CuO，其质量为×80 g·mol^-1=2 g,才能恢复到原状态。第(4)步中，可以假设阴离子为、，但是不能为Cl^-,因为阳极产生的是无色无味气体。

答案：(1)4OH^--4e^-====2H₂O+O₂↑

    (2)2Cu²⁺+2H₂O2Cu+O₂↑+4H⁺  (3)1  CuO  2 g

(4)①假设原溶液中的酸根离子为。取电解后的溶液向其中加入BaCl₂溶液，若有白色沉淀产生，则原溶液中含

②假设原溶液中的酸根离子为。取电解后的溶液，向其中加入Cu微热，若Cu溶解，并有无色气体生成，在空气中变为红棕色，则含有。