Question

【题目】在如图用石墨作电极的电解池中，放入500mL含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成。请回答下列问题：

（1）请写出B极板的名称及反应式：_________ ___________________ 。

（2）写出电解时反应的总离子方程式__________________________________________ 。

（3）若当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量、电极增重1.6g。电解后溶液的pH为____________ ；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入__________ ，其质量为______________g。（假设电解前后溶液的体积不变）

（4）若原溶液为1L K2SO4、CuSO4的混合溶液，且c（SO42-）= 2.0mol/L；如图装置电解，当两极都收集到22.4L气体（标准状况）时，停止电解。则原溶液中的c(K+)为 _______

Answer 1

【答案】 阳极 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ 1 CuO 2 2mol/L

【解析】蓝色溶液说明含有铜离子，用石墨作电极电解铜盐溶液时，A电极上生成的红色固态物质应为铜单质，所以A为阴极，则B为阳极，阳极上有无色气体生成，说明B电极上氢氧根离子放电，则该溶液为铜的含氧酸盐溶液。

（1）B为阳极，氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为：4OH--4e-=2H2O+O2↑。

（2）电解时，阴极上铜离子放电、阳极上水中氢氧根离子放电，所以电解时反应的总离子方程式为：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+。

（3）A为阴极，发生还原反应，A电极增重1.6g为析出Cu的质量，物质的量为：1.6g÷64g/mol=0.025mol，根据电池反应2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+可得，生成H+的物质的量为：0.05mol，则c(H+)=0.05mol÷0.5L=0.1mol/L，所以pH=-lgc(H+)=1；阳极生成O2、阴极生成Cu，根据原子守恒，Cu原子和O原子减少的比例为1：1，所以要使电解后溶液恢复到电解前的状态，可加入CuO，根据Cu原子守恒得n(CuO)=n(Cu)=0.025mol，则m(CuO)=0.025mol×80g/mol=2g。

（4）惰性电极电解1LK2SO4、CuSO4的混合溶液，两极都收集到标准状况22.4L气体（即均生成1mol的气体），则阳极发生反应：4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极发生反应：Cu2++2e-=Cu，2H++2e-=H2↑；根据得失电子守恒：n(H2)×2+n(Cu)×2=n(O2)×4，即1mol×2+n(Cu)×2=1mol×4，解得n(Cu)=1mol；根据电荷守恒可得：n(K+)=2n(SO42-)-2n(Cu2+)=2×2.0mol/L×1L-2×1mol=2mol，所以c(K+)=2mol÷1L=2mol/L。