Question

在如图所示均用石墨作电极的电解池中，甲池中为500 mL含某一溶质的蓝色溶液，乙池中为500 mL稀硫酸，闭合K₁，断开K₂进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，立即停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量，电极质量增重1.6 g。请回答下列问题：

（1）电解过程中，乙池C电极发生反应的电极反应式为______________________。

（2）甲池电解时反应的离子方程式__________________。

（3）甲池电解后溶液的pH＝__________，要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入________，其质量为________g。(假设电解前后溶液的体积不变)

（4）电解后若再将K₁断开，闭合K₂，电流计指针发生偏转，则D电极发生反应的电极反应式_________。

Answer

（1）2H＋＋2e－===H2↑（2）2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋

（3）1， CuO，2；（4）O2＋4e－＋4H＋===2H2O

【解析】

试题分析：甲池为CuSO4溶液，闭合K1，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，说明A电极为阴极，发生反应：Cu2++2e-=Cu，B为阳极，发生反应：2H2O-4e-=4H++O2↑，B电极有无色气体氧气生成，则p为负极，q为正极，C为阴极，发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，D为阳极，发生反应：4OH—-4e-=2H2O+O2↑。

（1）根据上述分析，电解过程中，乙池C电极发生反应的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。

（2）甲池电解池是电解硫酸铜溶液，根据上述分析，将阴阳电极反应相加，得到电解时反应的离子方程式为2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋。

（3）当溶液中的原有溶质完全电解后，立即停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量，电极质量增重1.6 g，则n(Cu)=1.6g÷64g/mol=0.025mol,n(H+)=2n(Cu)=0.025mol×2=0.05mol,所以c(H+)=0.05 mol÷0.5L=0.1mol/L，pH=1；由于从两个电极分别产生了Cu、O2，所以要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入CuO，n(CuO)=0.025mol，则m(CuO)=0.025mol×80g/mol=2g。

（4）电解后若再将K1断开，闭合K2，乙池形成的是氢氧燃料电池，电流计指针发生偏转，则D电极是原电池的正极，发生的电极反应式是O2＋4e－＋4H＋===2H2O。

考点：考查电解池、原电池的工作原理。