Question

5．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；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．请回答下列问题：
（1）A接的是电源的负极．
（2）写出电解时反应的总离子方程式2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑．
（3）电解后溶液的pH为1；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入CuO或CuCO₃．

Answer 1

分析 （1）和电源的负极相连的是电解池的阴极，和电源的正极相连的是电解池的阳极；
（2）电解可溶性的铜盐的实质是电解盐和水，根据电极反应书写电解方程式；
（3）根据电解后所得溶液中氢离子的浓度计算溶液的pH，电解后溶液复原，遵循的原则是：出什么加什么，根据元素守恒来计算所加物质的质量．

解答 解：（1）电解液是蓝色溶液，A电极表面有红色的固态物质生成，所以A极是铜离子得电子，所以A极是阴极，A接的是电源的负极，B电极有无色气体生成，则一定是氢氧根失电子产生的氧气，所以B是该装置阳极，和电源的正极相连，故答案为：负；
（2）阴极反应：2Cu²⁺+4e^-→2Cu，阳极反应：4OH^-→4e^-+2H₂O+O₂↑，电解时反应的总离子方程式为：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑，故答案为：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑；
（3）取出A电极，洗涤、干燥、称量、电极增重1.6g，所以阴极析出金属铜的质量是1.6g，即0.025mol，所以生成氢离子的物质的量为0.05mol，所以c（H⁺）=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L，即pH=1，电解后析出了金属铜和有氧气放出，所以要想溶液复原，需加入 CuO或CuCO₃，所加氧化铜的质量=0.025mol×80g/mol=2g，加碳酸铜时则质量=0.025mol×124g/mol=3.1g，故答案为：1；CuO或CuCO₃．

点评 本题考查学生电解池的工作原理，注意电极反应的书写以及电子守恒的计算是关键，难度不大．