Question

（10分）下圖中p、q為直流電源兩極，A極由金屬單質X制成，B、C、D為鉑電極，接通電源，金屬X沉積于B極，同時C、D產生氣泡。試回答：

（1）p為_____極，A極發生了______反應。
（2）C極的電極反應方程式為：______________________；
（3）在電解過程中，測得了C、D兩極上產生的氣體的實驗數據如下：仔細分析以上實驗數據，請說出可能的原因是______               。

時間（min）	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
陰極氣體體積（cm3）	6	12	20	29	32	42	52	62	72	82
陽極氣體的體積（cm3）	2	4	7	11	16	2l	26	3l	36	41

（4）電解一段時間后，若將硫酸溶液濃度恢復到電解前，應加入的物質是_____ 
（5）當電路中通過0．004 mol 電子時，B電極上沉積金屬       X的質量為0．128g，則此金屬的摩爾質量為_______。
若A電極改用石墨電極電解400mLXSO₄溶液，則此時溶液pH為   。

Answer 1

（1）正；（1分）氧化
（2）4OH^-－4e-＝O₂↑＋2H₂O
（3）開始反應的1～4min內，由于產生的氧氣和氫氣在水中的溶解度沒有達到飽和，而氧氣在水中的溶解度大于氫氣，故氫氣和氧氣的體積比大于2:1，隨反應的進行，由于生成的氧氣和氫氣在水中的溶解均達到飽和故4min后氫氣和氧氣的體積比等于2:1
（4）水
（5）64g·mol^–1，pH = 2

（1）由“接通電源，金屬X沉積于B極”說明金屬陽離子在B極得電子，即B為陰極（還原反應），A為陽極（氧化反應）；q為電源負極，p為電源正極；
（2）C為電解硫酸溶液的陽極：4OH^-－4e-＝O₂↑＋2H₂O
（3）D極為電解硫酸溶液的陰極：2H^＋＋2e^－=H₂↑：開始反應的1～4min內，由于產生的氧氣和氫氣在水中的溶解度沒有達到飽和，而氧氣在水中的溶解度大于氫氣，故氫氣和氧氣的體積比大于2:1，隨反應的進行，由于生成的氧氣和氫氣在水中的溶解均達到飽和故4min后氫氣和氧氣的體積比等于2:1
（4）由電極反應可知，電解硫酸溶液相當于電解水，故若將硫酸溶液濃度恢復到電解前，應加入的物質是水
（5）B電極上的電極反應為：Xⁿ⁺+ne^－=X，設X元素的摩爾質量為Mg/mol，則可得到：，當n=2時，M=64g/mol符合實際
由電極反應：2X^2＋＋2H₂O=2X＋O₂↑＋4H^＋（有4個電子轉移）可知，當電路中通過0．004 mol 電子時，生成的H^＋的物質的量為0．004 mol，其濃度為0.01mol/L，pH=2