Question

如图所示，若电解5min时，测得铜电极的质量增加2.16g．
试回答：
（1）电源中X极是______（填“正”或“负”）极．
（2）通电5min时，B中共收集到224mL（标准状况）气体，溶液体积为200mL（电解前后溶液的体积变化忽略不计），则通电前c（CuSO₄）=______．写出B中反应的化学方程式______ 2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，2H₂O2H₂↑+O₂↑

Answer 1

【答案】分析：（1）由铜电极的质量增加，则Cu电极为阴极，可知X为电源的负极；
（2）根据电极反应及电子守恒来计算；
（3）根据A中的电极反应及与C中转移的电子守恒来计算．
解答：解：（1）由铜电极的质量增加，发生Ag⁺+e^-=Ag，则Cu电极为阴极，可知X为电源的负极，故答案为：负；
（2）C中阴极反应为Ag⁺+e^-=Ag，n（Ag）==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）==0.025 mol?L^-1，
B中的反应为2CuSO₄+2H₂O2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，2H₂O2H₂↑+O₂↑，
故答案为：0.025 mol?L^-1；2CuSO₄+2H₂O2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，2H₂O2H₂↑+O₂↑；
（3）由A中发生2KCl+2H₂O2KOH+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^-）==0.1mol?L^-1，故答案为：0.1mol?L^-1．
点评：本题考查电解原理，明确Cu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，难度不大．