Question

【題目】在25℃時，用石墨電極電解2.0 L，2.5 mol/L CuSO4溶液，如有0.2 mol電子發生轉移，試回答下列問題：

（1）陰極發生______ 反應，電極反應為________________。

（2）陽極電極反應為_____________________________ 。

（3）電解后得到的Cu的質量是________ ，得到O2的體積（標準狀況）是________ 。

（4）如用等質量的兩塊銅片代替石墨作電極，電解后兩銅片的質量相差____ ，電解液的pH________ （填“變小”、“變大”或“不變”）

Answer 1

【答案】還原反應 2Cu2+ + 4e- = 2Cu 4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑ 6.4g 1.12L 12.8g 不變

【解析】

（1）根據得失電子判斷反應類型；根據離子放電順序書寫陰極電極反應式；

（2）根據離子放電順序書寫陽極電極反應式；

（3）根據銅、氧氣與轉移電子的關系計算銅的質量、氧氣的體積；

（4）根據溶解的銅、析出的銅與電子的關系計算，然后兩數值相加即得電解后兩銅片的質量差。

（1）陰極上得電子，發生還原反應；陰極上銅離子的放電能力大于氫離子的放電能力，所以陰極上析出銅，故電極反應式為Cu2++2e-═Cu；

（2）陽極上氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應式為4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑；

（3）2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 轉移電子

2×64g 4mol

6.4g 0.2mol

所以銅的質量為6.4g；

2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 轉移電子

22.4L 4mol

1.12 L 0.2mol

所以生成氧氣的體積為1.12 L；

（4）當以銅片作電極時，陽極上銅失電子變成離子進入溶液，所以銅片質量減少；陰極上銅離子得電子生成銅單質，銅片質量增加，

兩極的質量差=陽極上減少的質量+陰極上增加的質量．

陽極 Cu-2e-═Cu2+

64g 2mol

6.4g 0.2mol

所以陽極質量減少6.4g；

陰極 Cu2++2e-═Cu

2mol 64g

0.2mol 6.4g

所以陰極質量增加6.4g；

所以兩極質量相差 6.4g+6.4g═12.8g。以銅片作電極電解硫酸銅溶液，陽極溶解銅、陰極析出銅，硫酸銅溶液不變，所以電解液的pH不變。