Question

如图：如图：通电5min后，电极5质量增加2.16g，试回答：
（1）a是

负

极； 
C池是

电解

池；
A池电极反应为

2Cl^--2e^-=Cl₂↑；2H⁺+2e^-=H₂↑

；
B池电极反应为

4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；2Cu²⁺+4e^-=2Cu

．
（2）若B槽中共收集到224mL气体（标况），且溶液体积为200mL（设电解过程中溶液体积不变），则通电前溶液中的Cu²⁺物质的量浓度为

0.025mol/L

．
（3）若A池溶液体积为200mL，且电解过程中溶液体积不变，则电解后，溶液pH为

13

．

Answer 1

分析：通电5min后，电极5质量增加2.16g，说明电极5是阴极，得电子析出金属单质，所以a是电源的负极，b是电源的正极．
（1）A、B、C装置有外接电源，所以是电解池，A电解池中阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气；B电解池中阴极上铜离子放电析出铜，阳极上氢氧根离子放电生成氧气．
（2）根据析出银的物质的量计算转移电子的物质的量，根据转移电子的物质的量计算B电解池中阳极上生成氧气的体积，根据气体的总体积知，生成的气体还有氢气，根据氢气的体积计算生成氢气转移电子的物质的量，根据得失电子数相等知，生成铜时转移电子的物质的量，根据生成铜时转移电子的物质的量计算铜的物质的量，根据物质的量浓度公式计算铜离子浓度．
（3）根据转移电子和生成氢氧化钠物质的量之间的关系式计算生成氢氧化钠的物质的量，再根据物质的量浓度公式计算氢氧化钠的物质的量浓度，从而得出溶液的PH值．

解答：解：通电5min后，电极5质量增加2.16g，说明电极5是阴极，得电子析出金属单质，所以a是电源的负极，b是电源的正极．
（1）A、B、C装置有外接电源，所以是电解池，A电解池中阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，所以电极反应式分别为：阳极2Cl^--2e^-=Cl₂↑，阴极2H⁺+2e^-=H₂↑；B电解池中阴极上铜离子放电析出铜，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，所以电极反应式分别为：阳极4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，阴极2Cu²⁺+4e^-=2Cu．
故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，2H⁺+2e^-=H₂↑；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，2Cu²⁺+4e^-=2Cu．
（2）通电5min后，电极5质量增加2.16g，电极5上析出的金属是银，银的物质的量=

2.16g

108g/mol

=0.02mol，转移电子的物质的量=0.02mol×1=0.02mol．B电池中阳极上通过0.02mol电子时生成氧气的体积=

0.02mol

4

×22.4L/mol=112mL，B中共收集气体的体积是224mL，所以气体中还有氢气，氢气的体积是112mL，生成112mL氢气转移电子的物质的量=

0.112L

22.4L/mol

×2=0.01mol电子，一共转移电子的物质的量是0.02mol，所以生成铜转移电子的物质的量=0.01mol，n（Cu）=

0.01mol

2

=0.005mol，C（Cu²⁺）=

0.005mol

0.2L

=0.025mol/L．
故答案为：0.025mol/L．
（3）A电池中电池反应式为2NaCl+2H₂O

电解  .

H₂↑+Cl₂↑+2NaOH，设反应中生成氢氧化钠的物质的量为x．
2NaCl+2H₂O

电解  .

H₂↑+2NaOH+Cl₂↑ 转移电子
                     2mol           2mol
                       x           0.02mol
x=0.02mol
C（NaOH）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，所以溶液的PH=13．
故答案为13．

点评：本题以电解原理为载体考查了物质的量的有关计算，难度不大，明确串联电解池中转移电子数相等是解本题的关键，注意B电解池中气体的成分，然后根据得失电子数相等计算得出铜的物质的量，从而计算得出其浓度．