题目内容


在如图所示的装置中,若通直流电5 min时,铜电极质量增加2.16 g。请回答下列问题:

(1)电源中X电极为直流电源的________极。

(2)pH变化:A________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),B________,C________。

(3)通电5 min时,B中共收集224 mL(标准状况)气体,溶液体积为200 mL,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足量且溶液的体积也是200 mL,电解后,溶液的pH为________(设电解前后溶液体积无变化)。


解析: (1)三个装置是串联的电解池。电解AgNO3溶液时,Ag+在阴极发生还原反应,生成Ag,所以质量增加的铜电极是阴极,则银电极是阳极,Y是正极,X是负极。(2)A池电解KCl溶液生成KOH,溶液pH增大;B池电解CuSO4溶液生成H2SO4,溶液pH减小;C池为电镀银,溶液pH不变。(3)通电5 min时,C中析出0.02 mol Ag,电路中通过0.02 mol电子。B中共收集0.01 mol气体,若该气体全为氧气,则电路中需通过0.04 mol电子,电子转移不守恒。因此,B中电解分为两个阶段,先电解CuSO4溶液生成O2,后电解水生成O2和H2,B中收集到的气体是O2和H2的混合物。设电解CuSO4溶液时生成O2的物质的量为x,电解H2O时生成O2的物质的量为y,则4x+4y=0.02 mol(电子转移守恒),x+3y=0.01 mol(气体体积之和),解得x=y=0.002 5 mol,所以n(CuSO4)=2×0.002 5 mol=0.005 mol,c(CuSO4)=0.005 mol÷0.2 L=0.025 mol/L。(4)通电5 min时,A中放出0.01 mol H2,溶液中生成0.02 mol KOH,c(OH-)=0.02 mol÷0.2 L=0.1 mol/L,pH=13。

答案:(1)负 (2)增大 减小 不变

(3)0.025 mol/L (4)13


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