题目内容
在25℃时，用石墨电极电解2.0L 2.5mol?L-1CuSO4溶液，如有0.20mol电子发生转移，试回答下列问题：
（1）阴极发生 反应，电极反应为 ．
（2）阳极发生 反应，电极反应为 ．
（3）电解后得到的Cu的质量是 ，得到O2的体积（标准状况）是 ，溶液的pH是 ．
（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 ，电解液的pH （填“变小”“变大”或“不变”）．
（1）阴极发生
（2）阳极发生
（3）电解后得到的Cu的质量是
（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
考点：原电池和电解池的工作原理
专题：电化学专题
分析：（1）电解过程中，溶液中阳离子Cu2+、H+移向阴极发生还原反应；
（2）电解过程中，溶液中阴离子OH-、SO42-移向阳极，氢氧根离子放电发生氧化反应；
（3）依据电极反应电子守恒，有0.20mol电子发生转移，生成铜物质的量为0.1mol，生成氧气物质的量为0.05mol；溶液的PH的计算可以依据水电离出的氢离子和氢氧根离子守恒，减少氢氧根离子0.2mol，溶液中增加氢离子0.2mol，计算pH；
（4）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0.1mol×64g/mol=6.4g；同时阴极析出铜6.4g，；电解后两铜片的质量相差12.8g，电解质溶液的pH不变．
（2）电解过程中，溶液中阴离子OH-、SO42-移向阳极，氢氧根离子放电发生氧化反应；
（3）依据电极反应电子守恒，有0.20mol电子发生转移，生成铜物质的量为0.1mol，生成氧气物质的量为0.05mol；溶液的PH的计算可以依据水电离出的氢离子和氢氧根离子守恒，减少氢氧根离子0.2mol，溶液中增加氢离子0.2mol，计算pH；
（4）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0.1mol×64g/mol=6.4g；同时阴极析出铜6.4g，；电解后两铜片的质量相差12.8g，电解质溶液的pH不变．
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．5min后，在一个石墨电极上有6.4gCu生成物质的量为0.1mol；
（1）电解过程中，溶液中阳离子Cu2+、H+移向阴极发生还原反应，电极反应：2Cu2++4e-═2Cu，故答案为：还原；2Cu2++4e-═2Cu；
（2）电解过程中，溶液中阴离子OH-、SO42-移向阳极，氢氧根离子放电发生氧化反应，电极反应式：4OH--4e-═2H2O+O2↑，故答案为：氧化；4OH--4e-═2H2O+O2↑；
（3）依据电极反应电子守恒，有0.20mol电子发生转移，生成铜物质的量为0.1mol，生成氧气物质的量为0.05mol，
阳极反应为、4OH--4e-═2H2O+O2↑
0.2mol 0.2mol 0.05mol
阴极反应为、2Cu2++4e-═2Cu
0.1mol 0.2mol 0.1mol
所以电解过程中得到铜的质量0.1mol×64g/mol=6.4g；
生成氧气的体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L；
溶液的PH的计算可以依据水电离出的氢离子和氢氧根离子守恒，减少氢氧根离子0.2mol，溶液中增加氢离子0.2mol，C（H+）=
=0.1mol/L，pH=-lgC（H+）=1，
故答案为：6.4g；1.12L；1；
（4）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0.1mol×64g/mol=6.4g；同时阴极析出铜6.4g，电解后两铜片的质量相差12.8g，电解质溶液的pH不变，故答案为：12.8g；不变．
（1）电解过程中，溶液中阳离子Cu2+、H+移向阴极发生还原反应，电极反应：2Cu2++4e-═2Cu，故答案为：还原；2Cu2++4e-═2Cu；
（2）电解过程中，溶液中阴离子OH-、SO42-移向阳极，氢氧根离子放电发生氧化反应，电极反应式：4OH--4e-═2H2O+O2↑，故答案为：氧化；4OH--4e-═2H2O+O2↑；
（3）依据电极反应电子守恒，有0.20mol电子发生转移，生成铜物质的量为0.1mol，生成氧气物质的量为0.05mol，
阳极反应为、4OH--4e-═2H2O+O2↑
0.2mol 0.2mol 0.05mol
阴极反应为、2Cu2++4e-═2Cu
0.1mol 0.2mol 0.1mol
所以电解过程中得到铜的质量0.1mol×64g/mol=6.4g；
生成氧气的体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L；
溶液的PH的计算可以依据水电离出的氢离子和氢氧根离子守恒，减少氢氧根离子0.2mol，溶液中增加氢离子0.2mol，C（H+）=
| 0.2mol |
| 2L |
故答案为：6.4g；1.12L；1；
（4）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0.1mol×64g/mol=6.4g；同时阴极析出铜6.4g，电解后两铜片的质量相差12.8g，电解质溶液的pH不变，故答案为：12.8g；不变．
点评：本题考查了电解原理的应用，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．
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