Question

16．
（1）用惰性电极电解CuSO₄溶液（如图的装置），电池的电极反应式阳极：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，阴极：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）若电解池中装入足量溶液，当阴极增重3.2g时，停止通电，此时阳极产生气体的体积（标准状况）为0.56L（假设气体全部逸出）．
（3）欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的  （　　）
A．CuSO₄ B．H₂O    C．CuO      D．CuSO₄•5H₂O．

Answer 1

分析 （1）用惰性电极电解CuSO₄溶液（如图的装置），电池的电极反应式阳极上是溶液中氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气，阴极上溶液中铜离子得到电子发生还原反应；
（2）根据析出铜的质量计算转移电子数，根据两极转移电子数相等计算产生氧气的体积；
（3）用石墨电极电解CuSO₄溶液，阴极铜离子放电，阳极氢氧根离子放电，然后根据析出的物质向溶液中加入它们形成的化合物即可．

解答 解：（1）用惰性电极电解CuSO₄溶液（如图的装置），电池的电极反应式阳极上是溶液中氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气，电极反应为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，阴极上溶液中铜离子得到电子发生还原反应，Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）阴极增重3.2g，应为铜的质量，n=$\frac{3.2g}{64g/mol}$=0.05 mol，
转移的电子为0.05mol×2=0.1mol，根据两电极转移的电子数目相等，则阳极转移的电子也为0.1mol，在阳极上生成氧气的物质的量为 $\frac{0.1mol}{4}$=0.025mol，放出气体在标准状况下的体积为0.025mol×22.4L/mol=0.56L；
故答案为：0.56L；
（3）CuSO₄溶液存在的阴离子为：SO₄^2-、OH^-，OH^-离子的放电能力大于SO₄^2- 离子的放电能力，所以OH^-离子放电生成氧气；
溶液中存在的阳离子是Cu²⁺、H⁺，Cu²⁺离子的放电能力大于H⁺离子的放电能力，所以Cu²⁺离子放电生成Cu；
溶液变成硫酸溶液；
电解硫酸铜的方程式为：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2 Cu+O₂ ↑+2H₂SO₄，
所以从溶液中析出的物质是氧气和铜，因为氧气和铜和稀硫酸都不反应，但和氧化铜反应，氧气和铜反应生成氧化铜，所以向溶液中加入氧化铜即可，故选C，
故答案为：C．

点评 本题考查了电解原理，能正确判断溶液中离子的放电顺序从而确定析出的物质是解本题的关键，题目难度中等．