Question

将500mL pH=5的硫酸铜溶液用惰性电极电解一段时间后，溶液pH变为2（设电解前后溶液的体积不变）．若使溶液的浓度、pH与电解前相同，可以向电解后的溶液中加入

 

．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：用惰性电极电解硫酸铜溶液，阳极氢氧根离子失去电子发生氧化还原反应，阴极铜离子得到电子发生还原反应，电解方程式为：2CuSO₄+2H₂O

通电  .

2H₂SO₄+2Cu+O₂↑，溶液由pH=5变为2，溶液中氢离子的物质的量变化为：
（10^-2-10^-5）mol/L×0.5L=5×10^-3mol，生成硫酸的物质的量为5×10^-3mol×

1

2

=2.5×10^-3mol，依据电解方程式计算析出的铜和氧气的质量，要想恢复原溶液，根据出啥加啥的原则解答．

解答： 解：用惰性电极电解硫酸铜溶液，阳极氢氧根离子失去电子发生氧化还原反应，阴极铜离子得到电子发生还原反应，电解方程式为：2CuSO₄+2H₂O

通电  .

2H₂SO₄+2Cu+O₂↑，溶液由pH=5变为2，溶液中氢离子的物质的量变化为：
（10^-2-10^-5）mol/L×0.5L=5×10^-3mol，生成硫酸的物质的量为5×10^-3mol×

1

2

=2.5×10^-3mol，
则：2CuSO₄+2H₂O

通电  .

2H₂SO₄+2Cu+O₂↑，
                    2       2    1
           2.5×10^-3mol  n（Cu）  n（O₂）
解得：2：2=2.5×10^-3mol：n（Cu）   2：1=2.5×10^-3mol：n（O₂）
n（Cu）=2.5×10^-3mol  n（O₂）=0.5×2.5×10^-3mol；
所以要想恢复原溶液，应加入氧化铜，物质的量为2.5×10^-3mol，质量为2.5×10^-3mol×80g/mol=0.2g；
故答案为：0.2g氧化铜．

点评：本题考查了电解池，明确电解池工作原理，准确判断电极上发生的反应，是解题关键，注意恢复电解池电解液，应遵循“出啥加啥”的原则．