Question

【題目】在如圖用石墨作電極的電解池中，放入500mL含一種溶質的某藍色稀溶液進行電解，觀察到A電極表面有紅色的固態物質生成，B電極有無色氣體生成；當溶液中的原溶質完全電解后，停止電解，取出A電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重1.6 g 。請回答下列問題：

(1)A電極是接電源的______極；B電極的反應式________________________。

(2)原溶液的物質的量濃度是______mol/L，為了使溶液恢復到原濃度，應向反應后的液體中加入________；電解后溶液的pH為________。(假設電解前后溶液的體積不變)

(3)請你設計實驗確定原溶液中可能所含的酸根離子，要求：提出兩種可能的假設，分別寫出論證這兩種假設的操作步驟、實驗現象和實驗結論。

假設①______________________________________________

操作步驟：__________________________________________

實驗現象：__________________________________________

實驗結論：__________________________________________。

假設②____________________________________________

操作步驟：__________________________________________

實驗現象：__________________________________________

實驗結論：__________________________________________。

Answer 1

【答案】負 4OH- -4e- =2H2O + O2↑ 0.05 0.025molCuO或0.025molCuCO3 1 陰離子為 取原溶液少量，加入鹽酸，再加入BaCl2溶液 產生白色沉淀 原溶液中陰離子為 陰離子為 取少量原溶液，加熱蒸發濃縮，再加入銅片與適量濃硫酸 產生無色氣體，且在空氣中變為紅棕色 原溶液中陰離子為

【解析】

（1）和電源的負極相連的是電解池的陰極發生還原反應，和電源的正極相連的是電解池的陽極發生氧化反應；

（2）陰極析出金屬銅的質量是1.6g，根據電極反應計算硫酸銅的物質的量以及溶液中氫離子的物質的量，進而根據濃度等于物質的量和體積之比計算物質的量濃度以及pH，電解質的復原要求是缺什么補什么，缺多少補多少；

（3）該溶液中一定是含銅離子的可溶性的鹽溶液，所以可以是硝酸銅，或是硫酸銅，根據離子的特征離子反應檢驗硫酸根離子以及硝酸根離子的存在即可。

（1）電解液是藍色溶液，A電極表面有紅色的固態物質生成，所以A極是銅離子得電子，所以A極是陰極，A接的是電源的負極，B電極有無色氣體生成，則陽極是氫氧根失電子產生的氧氣，反應：4OH--4e-=2H2O+O2↑，

故答案為：負；4OH--4e-=2H2O+O2↑；

（2）陰極反應：2Cu2++4e-=2Cu，陽極反應：4OH--4e-=2H2O+O2↑，電解時反應的總離子方程式為：2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑，取出A電極，洗滌、干燥、稱量、電極增重1.6g，所以陰極析出金屬銅的質量是1.6g，即0.025mol，所以銅離子的濃度==0.05mol/L；生成0.025molCu，會生成0.0125molO2，n(Cu):n(O)=1:1，為使溶液恢復到原濃度，應向反應后的溶液中加入0.025molCuO或0.025molCuCO3；原溶液的物質的量濃度是0.05mol/L，生成氫離子的物質的量為0.05mol，所以c(H+)==0.1mol/L，即pH=1，

故答案為：0.05mol/L；0.025molCuO或0.025molCuCO3；1；

（3）該溶液中一定是含銅離子的可溶性的鹽溶液，所以可以是硝酸銅，或是硫酸銅，不能是氯化銅，因為不會出現氯氣，

假設①：陰離子為；檢驗硫酸根離子可以采用加入氯化鋇溶液的方法，若有白色沉淀生成，則原溶液中所含的陰離子是；

假設②：陰離子為；檢驗酸環境下的硝酸根離子，可以加入金屬銅并有無色氣體生成，且在空氣中變為紅棕色，則原溶液中所含的陰離子；

故答案為：陰離子為；取原溶液少量，加入鹽酸，再加入BaCl2溶液；產生白色沉淀；原溶液中陰離子為；陰離子為；取少量原溶液，加熱蒸發濃縮，再加入銅片與適量濃硫酸；產生無色氣體，且在空氣中變為紅棕色；原溶液中陰離子為。