Question

2．如图所示，若反应5min，银电极质量增加2.16g．试回答

（1）C池为电解池（填“原电池”或“电解池”）；Cu极反应式为Cu-2e^-=Cu²⁺；Cu电极质量减轻0.64g．
（2）B中阳极的电极反应式为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；若通电5min时B中共收集224mL气体（标准状况），溶液体积为200mL，则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度大约为0.025 mol•L^-1．
（3）若A中溶液的体积也是200mL，电解后溶液的pH=13．

Answer 1

分析 （1）由C池连接电源，则为电解池，反应5min，银电极质量增加2.16g，则Ag电极为阴极，Cu极为阳极失电子发生氧化反应，根据得失电子守恒计算；
（2）根据电极反应及电子守恒来计算；
（3）根据A中A中发生2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2KOH+H₂↑+Cl₂↑～2e^-及与C中转移的电子守恒来计算．

解答 解：（1）由C池连接电源，则为电解池，反应5min，银电极质量增加2.16g，则Ag电极为阴极，发生Ag⁺+e^-═Ag，则Cu电极为阳极，反应式为：Cu-2e^-=Cu²⁺，所以根据得失电子守恒，Cu电极质量减轻$\frac{2.16g}{108g/mol}$×$\frac{1}{2}$×64g/mol=0.64g，故答案为：电解池；Cu-2e^-=Cu²⁺；0.64；
（2）C中阴极反应为Ag⁺+e^-═Ag，n（Ag）=$\frac{2.16g}{108g/mol}$=0.02mol，则转移的电子为0.02mol，
B中阳极反应为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，则转移0.02mol电子生成氧气为0.005mol，其体积为0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，
则在阴极也生成112mL气体，由2H⁺+2e^-═H₂↑，则氢气的物质的量为0.005mol，该反应转移的电子为0.01mol，
则Cu²⁺+2e^-═Cu中转移0.01mol电子，所以Cu²⁺的物质的量为0.005mol，通电前c（CuSO₄）=$\frac{0.005mol}{0.2L}$=0.025 mol•L^-1；
故答案为：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；0.025 mol•L^-1；
（3）由A中发生2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2KOH+H₂↑+Cl₂↑～2e^-，
由电子守恒可知，转移0.02mol电子时生成0.02molKOH，忽略溶液体积的变化，
则c（OH^-）=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol•L^-1，溶液pH=13，
故答案为：13．

点评 本题考查电解原理，明确Ag电极的质量增加是解答本题的突破口，并明确发生的电极反应及电子守恒即可解答，注意计算时电子守恒的应用，题目难度中等．