Question

（8分）如图所示，通电5 min后，第③极增重2.16 g，同时在A池中收集到标准状况下的气体224 mL，设A池中原混合液的体积为200 mL。

试求：（1）写出①、②的电极反应式； ______________ _______________

（2）通过计算确定通电前A池中原混合溶液Cu2+的浓度是 。

 

Answer 1

（1）①Cu2++2e-==Cu (2分) 2H++2e-==H2↑(2分)

②4OH—4e-=2H2O+O2↑(2分)

（2）0.025mol/L (2分)

【解析】

试题分析：（1）B池第③极增重2.16 g，电解硝酸银溶液得到的产物是Ag和氧气，所以2.16g是Ag的质量，电路中转移电子的物质的量是2.16g/108g/mol=0.02mol，所以③极是阴极，则④是阳极，F是电源的正极，E是电源的负极，①是阴极，②是阳极，所以①发生还原反应，根据离子的放电顺序，铜离子得电子生成单质Cu，电解反应式为Cu2++2e-==Cu，②发生氧化反应，氢氧根离子放电生成氧气，4OH—4e-=2H2O+O2↑，根据得失电子守恒可知，生成氧气的物质的量是0.02mol/4=0.005mol，标准状况下的体积是0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，而实际A池中收集到标准状况下的气体224 mL，说明阴极除铜离子放电外还有氢离子放电，且生成112mL的氢气，电解反应式为2H++2e-==H2↑；

（2）由（1）的分析可知，A池中生成的氢气的物质的量是0.112L/22.4L/mol=0.005mol，转移电子的物质的量是0.005mol×2=0.01mol，阴极共转移电子的物质的量是0.02mol，所以Cu2+得电子的物质的量是0.01mol，则Cu2+的物质的量是0.01/2=0.005mol，A池溶液的体积是200mL，所以通电前A池中原混合溶液Cu2+的浓度是0.005mol/0.2L=0.025mol/L.

考点：考查电化学反应原理的应用，氧化还原反应的计算