题目内容
25℃时，用两个质量相同的铜棒作电极，电解500mL0.1mol/L H2SO4溶液，电解过程中，电解质溶液的pH变化如表所示（假定溶液的温度保持不变）．电解2h后，取出电极，将电极干燥后称量，测得两电极的质量差为9.6g．已知25℃时，0.1mol/L CuSO4溶液的pH为4.17．
请回答下列问题：
（1）实验开始阶段电解池阴极所发生反应的电极反应式为 ．
（2）电解进行到1.5h后，电解质溶液的pH不再发生变化的原因是 ；用离子反应方程式解释0.1mol/L CuSO4．溶液的pH为4.17的原因： ．
（3）电解进行的2h中，转移电子的总物质的量 （填“＜”、“=”或“＞”）0.15mol．
（4）若欲使所得的电解质溶液复原到500mL 0.1mol/L H2SO4溶液，应对溶液进行怎样处理？ ．
（5）某同学用镀铜的石墨作阳极、石墨作阴极电解稀硫酸溶液，用曲线Ⅰ表示电解过程中阴极增加的质量（△m）随时间（t）的变化关系，用曲线Ⅱ表示溶液pH随时间（t）的变化关系．下列盐线图合理的是 （电解初期溶液中的H+放电）．‘
| 时间/h | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 |
| pH | 1.3 | 2.4 | 3.0 | 3.0 |
（1）实验开始阶段电解池阴极所发生反应的电极反应式为
（2）电解进行到1.5h后，电解质溶液的pH不再发生变化的原因是
（3）电解进行的2h中，转移电子的总物质的量
（4）若欲使所得的电解质溶液复原到500mL 0.1mol/L H2SO4溶液，应对溶液进行怎样处理？
（5）某同学用镀铜的石墨作阳极、石墨作阴极电解稀硫酸溶液，用曲线Ⅰ表示电解过程中阴极增加的质量（△m）随时间（t）的变化关系，用曲线Ⅱ表示溶液pH随时间（t）的变化关系．下列盐线图合理的是
考点：电解原理
专题：电化学专题
分析：（1）电解开始时，阴极上氢离子放电生成氢气；
（2）电解进行到1.5h后，阳极上铜失电子生成铜离子，阴极上铜离子得电子析出铜，该装置为电镀池；硫酸铜为强酸弱碱盐，铜离子水解而使其溶液呈酸性；
（3）根据铜和转移电子之间的关系式计算；
（4）根据“析出什么加入什么”的原则加入物质；
（5）整个电解过程可分为四段：
①刚开始电解时，阳极上铜失电子，阴极上氢离子得电子；
②一段时间后，阴极上铜离子得电子，阳极上铜失电子；
③当阳极铜镀层溶解完全后，阴极上铜离子得电子，阳极上氢氧根离子失电子；
④又过一段时间，当溶液中的铜离子反应完全后，阴极上氢离子放电，阳极上氢氧根离子放电．
（2）电解进行到1.5h后，阳极上铜失电子生成铜离子，阴极上铜离子得电子析出铜，该装置为电镀池；硫酸铜为强酸弱碱盐，铜离子水解而使其溶液呈酸性；
（3）根据铜和转移电子之间的关系式计算；
（4）根据“析出什么加入什么”的原则加入物质；
（5）整个电解过程可分为四段：
①刚开始电解时，阳极上铜失电子，阴极上氢离子得电子；
②一段时间后，阴极上铜离子得电子，阳极上铜失电子；
③当阳极铜镀层溶解完全后，阴极上铜离子得电子，阳极上氢氧根离子失电子；
④又过一段时间，当溶液中的铜离子反应完全后，阴极上氢离子放电，阳极上氢氧根离子放电．
解答：
解：（1）根据题意及表中数据可知，电解刚开始阶段，阳极反应式是Cu-2e-═Cu2+，阴极反应式为2H++2e-═H2↑，
故答案为：2H++2e-═H2↑；
（2）随着电解的继续，溶液中Cu2+的浓度增大，H+电解完后，铜离子向阴极移动，阴极反应则变成Cu2++2e-═Cu，所以电解过程中只有电镀铜的过程，阳极溶解的铜与阴极生成的铜质量相同，溶液的组成保持不变，电解持续进行，所以电解质溶液的组成、浓度不再发生变化，溶液的pH也不再发生变化；
0.1mol?L-1 CuSO4溶液的pH为4.17，溶液中铜离子水解生成氢氧化铜和氢离子，溶液呈酸性，反应的离子方程式为：Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+；
故答案为：电解持续进行，H+电解完后，电解过程发生转变，阳极反应式为Cu-2e-═Cu2+，阴极反应式为Cu2++2e-═Cu，电解质溶液的组成、浓度不再发生变化，溶液的pH也不再发生变化；Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+；
（3）若电解过程中只有电镀铜的过程，阳极溶解的铜与阴极生成的铜质量相同，溶液的组成保持不变，则阳极铜的减少为
=4.8g，转移电子的物质的量为0.15mol，而实际上先有H2产生，后有电镀铜的过程，故实际转移电子的物质的量大于0.15mol，
故答案为：＞；
（4）若欲使所得电解质溶液复原到500mL0.1mol?L-1 H2SO4溶液，根据“析出什么加入什么”原则知，应该加入氢气，但实际上氢气和溶液不反应，则加入的物质和硫酸铜溶液反应生成沉淀，且实际上溶液中增加的质量恰好等于氢气的质量，所以需要通入H2S，反应方程式为H2S+CuSO4═CuS↓+H2SO4，
故答案为：向溶液中通入H2S；
（5）整个电解过程可分为四段：
①刚开始电解时，阳极：Cu-2e-=Cu2+，阴极：2H++2e-=H2↑，这时溶液中H+减少，pH增大，阴极质量不变；
②一段时间后，Cu 2+迁移到阴极附近，阴极反应变为：Cu-2e-=Cu2+，阴极质量开始增加，由于阳极消耗铜的速率与阴极生成铜的速率相同，溶液中Cu 2+浓度不变，pH不变；
③当铜镀层溶解完全后，这时阳极反应变为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，溶液pH开始减小，阴极上析出铜，所以阴极质量增大；
④又过一段时间，当溶液中的Cu 2+反应完全后，阴极反应又变为：2H++2e-=H2↑，阴极质量不再增加，总反应为电解水，溶剂减少，硫酸浓度增大，溶液pH还要减小；
则符合条件的为A，故选A．
故答案为：2H++2e-═H2↑；
（2）随着电解的继续，溶液中Cu2+的浓度增大，H+电解完后，铜离子向阴极移动，阴极反应则变成Cu2++2e-═Cu，所以电解过程中只有电镀铜的过程，阳极溶解的铜与阴极生成的铜质量相同，溶液的组成保持不变，电解持续进行，所以电解质溶液的组成、浓度不再发生变化，溶液的pH也不再发生变化；
0.1mol?L-1 CuSO4溶液的pH为4.17，溶液中铜离子水解生成氢氧化铜和氢离子，溶液呈酸性，反应的离子方程式为：Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+；
故答案为：电解持续进行，H+电解完后，电解过程发生转变，阳极反应式为Cu-2e-═Cu2+，阴极反应式为Cu2++2e-═Cu，电解质溶液的组成、浓度不再发生变化，溶液的pH也不再发生变化；Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+；
（3）若电解过程中只有电镀铜的过程，阳极溶解的铜与阴极生成的铜质量相同，溶液的组成保持不变，则阳极铜的减少为
| 9.6g |
| 2 |
故答案为：＞；
（4）若欲使所得电解质溶液复原到500mL0.1mol?L-1 H2SO4溶液，根据“析出什么加入什么”原则知，应该加入氢气，但实际上氢气和溶液不反应，则加入的物质和硫酸铜溶液反应生成沉淀，且实际上溶液中增加的质量恰好等于氢气的质量，所以需要通入H2S，反应方程式为H2S+CuSO4═CuS↓+H2SO4，
故答案为：向溶液中通入H2S；
（5）整个电解过程可分为四段：
①刚开始电解时，阳极：Cu-2e-=Cu2+，阴极：2H++2e-=H2↑，这时溶液中H+减少，pH增大，阴极质量不变；
②一段时间后，Cu 2+迁移到阴极附近，阴极反应变为：Cu-2e-=Cu2+，阴极质量开始增加，由于阳极消耗铜的速率与阴极生成铜的速率相同，溶液中Cu 2+浓度不变，pH不变；
③当铜镀层溶解完全后，这时阳极反应变为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，溶液pH开始减小，阴极上析出铜，所以阴极质量增大；
④又过一段时间，当溶液中的Cu 2+反应完全后，阴极反应又变为：2H++2e-=H2↑，阴极质量不再增加，总反应为电解水，溶剂减少，硫酸浓度增大，溶液pH还要减小；
则符合条件的为A，故选A．
点评：本题考查了电解池原理，明确离子的放电顺序是解本题关键，知道活泼金属作阳极时，阳极上金属失电子而不是电解质溶液中阴离子失电子，难点是（5）题，注意该电解过程分为四个阶段，明确每个阶段发生的反应，同时考查学生分析问题的缜密性，难度较大．
练习册系列答案
相关题目
有机物A是一种重要化工生产的中间体，己知结构简式如图：常温下，将aL0.1mol?L-1的NaOH溶液与bL0.1mol?L-1的CH3COOH溶液混合，下列有关混合溶液的说法不正确的是（ ）
| A、a＜b时，c（CH3COO一）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH一） |
| B、a＞b时，c（CH3COO一）＞c（Na+）＞c（OH一）＞c（H+） |
| C、a=b时，c（Na+）＞c（CH3COO一）＞c（OH一）＞c（H+） |
| D、无论a、b为何关系，均有c（H+）+c（Na+）=c（CH3COO一）+c（OH一） |
如图，下列说法中正确的是（ ）
| A、图甲中电键P不与M或N合上时，三个金属棒上均有气泡产生且Mg-Al合金上的冒出气泡的速率最快 |
| B、图甲中电键P接N或接M时，总反应都是2Al+6H20+20H -═2Al（OH）4-+3H2↑ |
| C、图乙中B是电源的正极 |
| D、图乙中电解结束后，阴极室溶液的pH比电解前大 |
已知：A、C、J为日常生活中常见的金属单质，其中A、C均呈银白色，J呈紫红色．A是地壳中含量最高的金属元素，B是一种红棕色金属氧化物．它们之间的转化关系如图．反应②在工业上可用于制作印刷电路板．请回答下列问题：