Question

在25 ℃时，用石墨电极电解2.0 L 2.5 mol·L^－1CuSO₄溶液，如有0.20 mol电子发生转移，请回答下列问题：

(1)阴极发生                                                           反应，

电极反应式为                                                             ；

(2)阳极发生                                                           反应，

电极反应式为                                                        ；

(3)电解后得到的铜的质量是        ，得到氧气的体积是        (标准状况)，溶液的pH是                                                                        ；

(4)如果用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差        ，电解液的pH                                                                        。

Answer

(1)还原 2Cu2＋＋4e－=2Cu

(2)氧化 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑

(3)6.4 g 1.12 L 1

(4)12.8 g 不变

【解析】用石墨电极电解CuSO4溶液：

阳极反应式：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，

阴极反应式：2Cu2＋＋4e－=2Cu。

当线路中有0.20 mol电子转移时，析出铜的质量为

m(Cu)＝mol×64 g·mol－1＝6.4 g。

产生O2的体积

V(O2)＝×22.4 L·mol－1＝1.12 L。

c(H＋)＝＝0.1 mol/L，pH＝－lg 0.1＝1。

若用Cu片代替石墨电极，则该装置为电镀池，电解后溶液pH不变。当转移0.2 mol电子时，阳极溶解6.4 g，Cu阴极析出6.4 g Cu，则两极质量差为6.4＋6.4＝12.8(g)。