Question

【题目】如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加21.6 g。试冋答：

(1)电源中Y极是__________极，Cu极为_____________ 极。

(2)电解初始阶段B中总反应的离子方程式为________________。通电5 min时，B中共收集到2. 24L(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前CuSO4溶液的浓度为______。

(3)电解后，A中溶液pH将_________ ( “升高”、“降低”或“不变”）。

(4)若电解后A中仍有Cl-，要使A中溶液恢复至初始状态，需要补充_____________，其质量为_____g。

Answer 1

【答案】 正 阴 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ 0.25 mol·L-1 升高 HCl 7.3

【解析】（1）由已知铜电极的质量增加，所以该极发生反应为：Ag++e-=Ag，铜电极为阴极，则Ag电极为阳极，电源中Y极是正极。

（2）装置B为惰性电极电解硫酸铜溶液，初始阶段总反应的离子方程式为2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；电解5 min时，铜电极增加21.6 g，即生成的Ag为0.2mol，则电路中转移0.2mol电子，B中阳极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑，则转移0.2mol电子生成氧气为0.05mol，体积为0.05mol×22.4Lmol-1=1.12L，因为B中共收集到2.24L(标准状况)气体，则在阴极也生成1.12L气体，由2H++2e-=H2↑得，阴极生成氢气转移0.1mol电子，则Cu2++2e-=Cu中转移0.1mol电子，所以Cu2+的物质的量为0.05mol，通电前c(CuSO4)=0.05mol÷0.2L=0.25 mol·L-1。

（3）A为惰性电极电解KCl溶液，总反应为：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，故电解后A中溶液pH将升高。

（4）若电解后A中仍有Cl-，则只发生反应2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，根据原子守恒，要使A中溶液恢复至初始状态，需要补充HCl；由上面的分析知，该串联电路中转移0.2mol电子，则A中生成0.1molCl2和0.1molH2，故恢复至初始状态需要补充0.2molHCl，质量为7.3g。