Question

17．某温度下，取一定质量的硫酸铜溶液，用石墨电极进行电解，当阳极产生标况下气体1.12L时，CuSO₄恰好被完全电解，所得溶液体积为200mL．求：
（1）电解后所得溶液的c（H⁺）为1mol•L^-1，阴极质量增重6.4g；
（2）若要使电解后所得溶液恢复至电解前的原状态，需要加入何种物质（只要求写出一种），其化学式为CuO，加入物质的质量为8.0g．

Answer 1

分析 用石墨电极电解CuSO₄溶液，阳极反应为：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，阴极电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，总反应离子方程式为：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑，当阳极产生标准状况下气体1.12L时，生成氧气的物质的量为：$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，电子转移0.05mol×4=0.2mol，同时阴极析出铜6.4g，以此解答该题．

解答 解：（1）总反应离子方程式为：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑，当阳极产生标准状况下气体1.12L时，生成氧气的物质的量为：$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，则生成H⁺的物质的量为0.2mol，c（H⁺）=$\frac{0.2mol}{0.2L}$=1mol/L，
由方程式可知生成0.1molCu，质量为6.4g，
故答案为：1；6.4；
（2）阳极析出1.12L氧气，质量为0.05mol×32g/mol=1.6g，阴极析出6.4gCu，则应加入CuO，且质量为1.6g+6.4g=8.0g，可恢复到原状态．
故答案为：CuO；8.0．

点评 本题考查电解池原理的分析判断和应用，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握电极反应以及电解方程式的书写，结合方程式解答该题，难度中等．