Question

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电极为直流电源的

 

极．

（2）pH变化：A：

 

，B：

 

，C：

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）通电5min时，B中共收集224mL气体（标况），溶液体积为200mL，则通电前CuSO₄溶液的物质的量浓度为

 

（设电解前后溶液体积无变化）．
（4）若A中KCl溶液的体积也是200mL，电解后，溶液的pH为

 

（设电解前后溶液体积无变化）．

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；
（2）根据电解质溶液中氢离子浓度变化来判断pH变化；
（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氢氧根离子浓度，再结合水的离子积常数计算氢离子浓度，从而计算溶液的pH．

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，可知X为电源的负极，故答案为：负；
（2）A中阴极上氢离子放电，阳极上氯离子放电，所以溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大，
B中阴极上铜离子放电，阳极上氢氧根离子放电，则溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH减小，
C中阴极上银离子放电，阳极上银失电子生成银离子，则溶液中硝酸银浓度不变，所以溶液的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）=

2.16g

108g/mol

=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电子生成氧气为0.005mol，其体积为0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，
则在阴极也生成112mL气体，由2H⁺+2e^-=H₂↑，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）=

0.005mol

0.2L

=0.025 mol?L^-1，
故答案为：0.025 mol?L^-1；
（4）由A中发生2KCl+2H₂O

电解  .

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^-）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol?L^-1，溶液中c（H⁺）=

10-14

0.1

mol/L=10^-13 mol/L，pH=13，
故答案为：13．

点评：本题考查了电解原理，根据铜电极质量不变确定原电池正负极，结合阴阳极上电极反应及转移电子守恒进行计算，难度中等．