Question

9．如图所示，溶液体积均为200mL，若电解5min时铜电极质量增加2.16g，试回答：
（1）电源电极X名称为负极．
（2）pH变化：B池减小，C池不变．（填增大、减小或不变）
（3）通电5min时，B中共收集224mL气体（标况），则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度为0.025mol/L．
（4）写出A池中发生反应的化学方程式2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2KOH+H₂↑+Cl₂↑．

Answer 1

分析 铜电极质量增加，说明铜电极为阴极，则银电极为阳极，与阴极相连的是电源的负极，与阳极相连的是电源的正极，则X为负极，Y为正极，电解时：A阳极为2Cl^--2e^-═Cl₂↑，阴极为2H⁺+2e^-═H₂↑，B中阳极为4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，阴极为Cu²⁺+2e^-═Cu，C为电镀，以此解答该题．

解答 解：（1）若电解5min时铜电极质量增加2.16g，说明铜电极为阴极，则银电极为阳极，则X为负极，Y为正极，故答案为：负极；
（2）A阳极为2Cl^--2e^-═Cl₂↑，阴极为2H⁺+2e^-═H₂↑，生成OH^-，溶液pH增大，B中阳极为4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，阴极为Cu²⁺+2e^-═Cu，生成H⁺，pH减小，C为电镀，溶液离子浓度不变，则pH不变，故答案为：减小；不变；
（3）若通入直流电5min时，铜电极质量增加2.16g，则发生Ag⁺+e^-═Ag，n（Ag）=$\frac{2.16g}{108g/mol}$=0.02mol，转移电子0.02mol，
B中阳极反应为4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，生成n（O₂）=0.02mol×$\frac{1}{4}$=0.005mol，体积为0.005mol×22.4L/mol=0.12mL，即112mL，
通电5min时，B中共收集224mL气体（标准状况），则阴极还应生成112mLH₂，得到电子0.01mol，
所以析出铜得到0.01mol电子，
由Cu²⁺+2e^-═Cu可知，n（Cu²⁺）=0.005mol，则
通电前CuSO₄溶液的物质的量浓度为$\frac{0.005mol}{0.2L}$=0.025mol/L，
故答案为：0.025 mol/L；
（4）A池中发生反应为电解氯化钾溶液的反应，反应的化学方程式2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2KOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案为：2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2KOH+H₂↑+Cl₂↑．

点评 本题考查电解原理，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高考高频考点，难度中等，注意把握离子的放电顺序，为解答该题的关键．