Question

如图所示，用a、b两惰性电极电解200mLCuSO₄溶液，通电一段时间后，当a极的质量不再增加时，取出洗净干燥后，发现电极质量增加了6.4g。回答下列问题：
（1）标出电源的正负极。
（2）写出b极上发生的电极反应式以及溶液中总反应方程式。
（3）计算反应前CuSO₄溶液的物质的量浓度以及反应后溶液中H⁺的浓度（不考虑溶液的体积变化）。
（4）反应完毕后加入_______可以使溶液与原溶液完全相同。

Answer 1

（1）c（负极），d（正极）
（2）4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，2CuSO₄+2H₂O2Cu+2H₂SO₄+O₂↑ 

（3）0.5mol?L^-1，1mol?L^-1  （4）8gCuO或12.4gCuCO₃

【试题分析】
a极质量不再增加时共增重6.4g，说明a极析出Cu，应为电解池的阴极，则与其相连的c极为电源的负极，右边d极为电源的正极。a极的电极反应式为2Cu²⁺+4e^-=
2Cu，而n（Cu）=n（Cu²⁺）==0.1mol，所以原硫酸铜溶液的浓度为c（CuSO₄）==0.5mol?L^-1。
b极与d极相连，故b极为阳极且为惰性电极，所以只能是溶液中的阴离子放电，由离子的放电顺序可知电极反应为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，电解的总反应式为2CuSO₄+2H₂O 2Cu + 2H₂SO₄ + O₂↑， 显然
c（H⁺） = 2c（H₂SO₄） = 2c（CuSO₄） =
1mol?L^-1。
将电极产物在一定条件下化合反应的生成物或相当于该生成物的其他物质加入到电解质溶液中就可以使溶液与原溶液完全相同。