Question

在25℃时，用石墨电极电解2.0L 2.5mol．L ^-1CuSO₄溶液，如有0.4mol电子发生转移，请回答下列问题：
（1）阳极发生

 

（填“氧化”或“还原”）反应，阴极的电极反应式为

 

．
（2）电解后得到的铜的质量是

 

，得到氧气的体积是

 

（标准状况）．
（3）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

 

．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）电解过程中，溶液中阴离子移向阳极发生氧化反应，阴极上铜离子被还原生成铜；
（2）依据电极反应电子守恒，有0.40mol电子发生转移，生成铜物质的量为0.2mol，生成氧气物质的量为0.1mol；
（3）如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，是镀铜，阳极反应为：Cu-2e^-=Cu²⁺；阴极电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu；根据电子转移计算两电极固体质量变化，计算质量差．

解答： 解：在25℃时，用石墨电极电解2.0 L，2.5mol/LCuSO₄溶液中Cu²⁺物质的量为5mol．
（1）电解过程中，溶液中阴离子氢氧根离子移向阳极发生氧化反应，4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，阴极发生还原反应，电极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案为：氧化；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）依据电极反应电子守恒，有0.40mol电子发生转移，生成铜物质的量为0.2mol，质量是0.2mol×64g/mol=12.8g，生成氧气物质的量为0.1mol，标况下的体积是0.1mol×22.4L/mol=2.24L，
故答案为：12.8g；2.24L；
（3）如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，是镀铜，阳极反应为：Cu-2e^-=Cu²⁺；阴极电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu；电子转移0.2mol，阳极减少质量为0.2mol×64g/mol=12.8；同时阴极析出铜12.8，电解后两铜片的质量相差25.6g，故答案为：25.6g．

点评：本题考查了电解原理的应用，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，本题涉及电极反应的判断，电极反应的书写方法，电子守恒的计算应用，电镀的原理分析和计算应用，难度中等．