题目内容

【题目】依据甲、乙、丙三个图回答下列问题:

(1)①甲装置中,锌为_____极,锌电极上电极反应式为________________

②乙装置中,锌为_____极,锌电极上电极反应式为________________

(2)丙装置中,Cu2+浓度________(填“增大”“减小”或“不变”),原因是_______________________________________________________________________

(3)在25 ℃时,用石墨电极电解2.0 L 0.5 mol·L-1CuSO4溶液。5 min后,在一个石墨电极上有6.4 g Cu生成。试回答下列问题:

若电解后溶液的体积不变,则电解后溶液的[H+]为___________。

若将溶液恢复到与电解前一样,则需加入_____mol的______。

【答案】负极 阴极 减小 阳极上(粗铜)比铜活泼的金属先放电,而阴极上只Cu2+得电子 0.1 mol·L-1 0.1 CuO或CuCO3

【解析】

(1)①甲装置中无外接电源,属于原电池,Zn的活泼性较Cu高,Zn作原电池负极;Zn发生氧化反应,生成Zn2+,其电极反应式为:;

②乙装置中有外接电源,属于电解池,Zn与电池负极相连接,作电解池阴极;溶液中Cu2+在锌电极上得到电子,其电极反应式为:Cu2++2e-=Cu;

(2)丙装置为精炼铜装置,粗铜电极为阳极,阳极上比铜活泼的金属先放电,然后是铜开始放电,阴极上只有Cu2+得电子,故溶液中Cu2+浓度减小;

(3)在25℃时,用石墨电极电解2.0L 0.5mol/LCuSO4溶液,溶液中Cu2+物质的量为1mol,5min后,在一个石墨电极上有6.4 g Cu生成,其物质的量为0.1mol;

依据电极反应2Cu2++4e-═2Cu可知,生成铜物质的量为0.1mol,电子转移为0.2mol;

阳极反应为4OH--4e-═2H2O+O2↑

0.2mol 0.2mol 0.05mol

减少氢氧根离子0.2mol,溶液中增加氢离子0.2mol,c(H+)==0.1mol/L;

根据电解的离子方程式2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+,反应生成铜的物质的量为:0.1mol,生成氧气的物质的量为:0.1mol×=0.05mol,相当于减少了0.1molCuO,若将溶液恢复到与电解前一样,则需加入0.1molCuO或CuCO3。

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