Question

1．在25℃时，用石墨电极电解2.0L，2.5mol/LCuSO₄溶液，如有0.2mol电子发生转移，试回答下列问题：
（1）阴极发生还原反应，电极反应为2Cu²⁺+4e^-=2Cu．
（2）阳极发生氧化反应，电极反应为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．
（3）电解后得到的Cu的质量是6.4g．溶液的pH是1．
（4）如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差12.8g．电解液的pH不变（填“变小”、“变大”或“不变”）

Answer 1

分析 （1）阴极发生还原反应，铜离子获得电子生成Cu；
（2）阳极发生氧化反应，氢氧根离子放电生成水与氧气；
（3）电解池总反应式为：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄ ，根据电子转移守恒计算Cu的物质的量，再根据m=nM计算Cu的质量，根据电解池总反应式计算H₂SO₄的物质的量，进而计算氢离子浓度，再根据pH=-lgc（H⁺）计算；
（4）如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，形成电镀池，阳极电极反应式为：Cu-2e^-═Cu²⁺，阴极的电极反应式为：Cu²⁺+2e^-═Cu，结合电极反应式计算，电解质溶液浓度不变，溶液pH不变．

解答 解：（1）阴极发生还原反应，铜离子获得电子生成Cu，电极反应式为：2Cu²⁺+4e^-=2Cu，
故答案为：还原；2Cu²⁺+4e^-=2Cu；
（2）阳极发生氧化反应，氢氧根离子放电生成水与氧气，电极反应式为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
故答案为：氧化；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（3）根据电子转移守恒，生成Cu的物质的量为$\frac{0.2mol}{2}$=0.1mol，电解得到Cu的质量为0.1mol×64g/mol=6.4g，电解池总反应式为：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄ ，可知生成H₂SO₄的物质的量为0.1mol，溶液中c（H⁺）=$\frac{0.1mol×2}{2L}$=0.1mol/L，则pH=-lgc（H⁺）=1，
故答案为：6.4；1；
（4）如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，形成电镀池，阳极电极反应式为：Cu-2e^-═Cu²⁺，阴极的电极反应式为：Cu²⁺+2e^-═Cu，转移电子0.2mol，阳极参加反应的Cu为0.1mol，阴极析出Cu为0.1mol，则电解后两铜片的质量相差0.2mol×64g/mol=12.8g，由于电解质溶液浓度不变，溶液pH不变，
故答案为：12.8g；不变．

点评 本题考查了电解原理，涉及电极反应式书写与有关计算，关键是理解电解原理明确两极放电顺序，注意电子守恒在电化学计算中应用．