Question

如下圖所示的裝置中，若通入直流電5 min時，銅電極質量增加2.16 g，試回答：

（1）電源電極X的名稱為________。
（2）pH變化：A________，B________，C________。(填“增大”“減小”或“不變”)
（3）通電5 min后，B中共收集224 mL氣體(標準狀況)，溶液體積為200 mL，則通電前CuSO₄溶液的物質的量濃度為________(設電解前后溶液體積無變化)。
（4）若A中KCl溶液的體積也是200 mL，電解后，溶液中OH^－的物質的量濃度為________(設電解前后溶液體積無變化)。

Answer 1

（1）負極　（2）增大　減小　不變　（3）0.025 mol·L^－1 （4）0.1 mol·L^－1

解析試題分析：（1）C裝置的銅電極質量增加，說明銅極上有金屬析出，即溶液中的銀離子被還原生成銀單質，故銅極為陰極，由此可確定X極為負極。（2）A裝置是電解KCl溶液，陰極析出氫氣，陽極析出氯氣，溶液中氫氧根離子濃度增大，B裝置中陰極上先析出銅，當銅離子消耗完后將析出氫氣，而陽極上析出氧氣，溶液中氫離子濃度增大，C裝置中陰極析出銀單質，陽極上的銀失去電子變成銀離子，理論上AgNO₃溶液的物質的量濃度不變。（3）B裝置兩極上電子轉移的數目與C裝置中轉移的電子數目相同，C裝置中轉移的電子為＝0.02 mol，經判斷，B裝置中陰極：Cu^2＋＋2e^－=Cu,2H^＋＋2e^－=H₂↑，陽極：4OH^－－4e^－=O₂↑＋2H₂O，根據題意可得：2n(H₂)＋2n(Cu)＝4n(O₂)＝0.02 mol，n(H₂)＋n(O₂)＝，解得n(Cu)＝0.005 mol，CuSO₄溶液物質的量濃度為：＝0.025 mol·L^－1。（4）A裝置的反應為：2KCl＋2H₂O2KOH＋H₂↑＋Cl₂↑，即反應中電子轉移的物質的量與生成的氫氧根離子的物質的量相等，為0.02 mol，c(OH^－)＝＝0.1 mol·L^－1
考點：本題考查了電解池電極和電解產物的判斷，并運用兩極電子守恒進行計算。