题目内容

如下图所示的装置,若通入直流电5min时,铜电极质量增加2.16g,试回答:

(1)电源电极X名称为
 

(2)C中PH值
 
(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)通电5min时,B中共收集112mL气体(标准状况),请写出生成该气体的电极反应式
 
B中电解总 反应的离子方程式为
 

(4)若A中KCl溶液的体积也是200mL 1mol/L的KCl,则A中电解总反应的离子方程式为
 
电解后,溶液的pH是
 
(设前后体积无变化).
考点:电解原理
专题:
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C中电极反应判断;
(3)根据电极反应及电子守恒来计算,B中阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气,铜离子在阴极得到电子析出铜,依据氢氧根离子减少喝氢离子浓度增大计算溶液中氢离子浓度;
(4)根据A中的电极反应及与C中转移的电子守恒来计算.
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,Ag为阳极,Y为正极,可知X为电源的负极,故答案为:负极;
(2)C中阴极反应为Ag++e-═Ag,阳极反应为Ag-e-═Ag+,溶液浓度不变,则pH不变,故答案为: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↑,生成气体物质的量=
0.112L
22.4L/mol
=0.005mol,则转移0.02mol电子生成氧气为0.005mol,则Cu2++2e-=Cu中转移0.02mol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,电解的是硫酸铜溶液,B中的反应为2CuSO4+2H2O
 通电 
.
 
2Cu+O2↑+2H2SO4
故答案为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;2CuSO4+2H2O
 通电 
.
 
2Cu+O2↑+2H2SO4
(4)由A中发生2KCl+2H2O
 通电 
.
 
2KOH+H2↑+Cl2↑,反应的离子方程式为:2Cl-+2H2O
 通电 
.
 
Cl2↑+H2↑+2OH-;依据上述计算可知电路中转移电子0.02mol,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,c(H+)=10-13mol/L,pH=13,
故答案为:2Cl-+2H2O
 通电 
.
 
Cl2↑+H2↑+2OH-;13.
点评:本题考查电解原理,明确Cu电极的质量增加是解答本题的突破口,并明确发生的电极反应及电子守恒即可解答,难度中等.
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