Question

【題目】如圖所示，若電解5min時，測得銅電極的質量增加2.16g，試回答：

(1)電源中X電極是______（填“正”或“負”）極。

(2)通電5min，時，B中收集到224mL(標準狀況下)氣體，溶液體積為200mL，（電解前后溶液的體積變化忽略不計）則通電前c(CuSO4)=______。

(3)若A中KCl溶液的體積也是200mL，則電解后溶液的pH=______。

Answer 1

【答案】負 0.025mol/L 13

【解析】

(1)由銅電極的質量增加，則Cu電極為陰極，可知X為電源的負極；

(2)根據電極反應及電子守恒來計算；

(3)根據A的電極反應式，結合C中電子轉移數目相等計算A中c(OH-)，通過水的離子積常數計算出c(H+)，根據pH=-lgc(H+)得到溶液的pH。

(1)由銅電極的質量增加，Cu電極發生反應：Ag++e-=Ag，則Cu電極為陰極，可知X為電源的負極。

(2)C中陰極反應為Ag++e-=Ag，n(Ag)==0.02mol，則轉移的電子為0.02mol，

B中陽極反應為4OH--4e-=2H2O+O2↑，則轉移0.02mol電子生成O2的物質的量是0.005mol，其V(O2)=0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，在陰極發生反應2H++2e-=H2↑，生成H2的體積224mL-112mL=112mL，則氫氣的物質的量為0.005mol，該反應轉移的電子為0.01mol，

則Cu2++2e-=Cu中轉移0.01mol電子，所以Cu2+的物質的量為0.005mol，通電前c(CuSO4)==0.025mol/L。

(3)由A中發生2KCl+2H2O2KOH+H2↑+Cl2↑～2e-，由電子守恒可知，轉移0.02mol電子時生成0.02molKOH，忽略溶液體積的變化，則c(OH-)==0.1mol/L，根據水的離子積常數Kw=1×10-14，可知c(H+)=1×10-14÷0.1=1×10-13mol/L，所以溶液的pH=-lgc(H+)=-lg1×10-13=13。