Question

在25 ℃时,用石墨电极电解2.0 L 0.5 mol·L^-1CuSO₄溶液。5 min后,在一个石墨电极上有6.4 g Cu生成。试回答下列问题:

(1)发生氧化反应的是           极，电极反应式为              。

(2)若电解后溶液的体积不变，则电解后溶液的H⁺浓度为            。

(3)若将溶液恢复到与电解前一样，则需加入          mol的          。

Answer

(1)阳极，4OH--4e-=O2+2H2O

(2)0.1mol/L

(3)0.1 CuO或CuCO3

【解析】

试题分析：在25℃时，用石墨电极电解2.0 L，0.5mol/LCuSO4溶液中Cu2+物质的量为0.5mol，5min后，在一个石墨电极上有6.4 g Cu生成物质的量为0.1mol。

(1)电解过程中，溶液中阴离子OH-、SO42-移向阳极，氢氧根离子放电发生氧化反应，电极反应式：4OH--4e-═2H2O+O2↑，故答案为：阳；4OH--4e-═2H2O+O2↑；

(2)依据电极反应电子守恒，生成铜物质的量为0.1mol，电子转移为0.2mol；

阳极反应为：4OH- - 4e-═2H2O+O2↑

0.2mol 0.2mol 0.05mol

阴极反应为：2Cu2+ + 4e- ═ 2Cu

0.1mol 0.2mol 0.1mol

所以电解过程中电子转移为0.2mol；生成氧气的体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L；减少氢氧根离子0.2mol，溶液中增加氢离子0.2mol，c(H+)==0.1mol/L，故答案为：0.1mol/L；

(3)根据电解的离子方程式2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+，反应生成铜的物质的量为：0.1mol，生成氧气的物质的量为：0.1mol×=0.05mol，相当于减少了0.1molCuO，故答案为：0.1；CuO或CuCO3。

考点：考查了原电池和电解池的工作原理的相关知识。