Question

如图所示的装置中，若通入直流电5 min时，铜电极质量增加2.16 g。

（1）电源电极X的名称为________。

（2）pH变化：A_______，B_______，C_______。(填“增大”“减小”或“不变”)

（3）通电5 min后，B中共收集224 mL气体(标准状况)，溶液体积为200 mL，则通电前CuSO₄溶液的物质的量浓度为______________(设电解前后溶液体积无变化)。

（4）若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后，溶液的pH为_______(设电解前后溶液体积无变化)

Answer

负极增大减小不变0.025 mol·L－113

【解析】

(1)由铜电极的质量增加，发生Ag++e-═Ag，则Cu电极为阴极，Ag为阳极，Y为正极，可知X为电源的负极；
(2)A中电解氯化钾，生成KOH，所以pH增大，B中电解硫酸铜溶液生成硫酸，溶液中氢离子浓度增大，pH减小，C中阴极反应为Ag++e-═Ag，阳极反应为Ag-e-═Ag+，溶液浓度不变，则pH不变；
(3)C中阴极反应为Ag++e-═Ag，n(Ag)==0.02mol，则转移的电子为0.02mol，B中阳极反应为4OH--4e-═2H2O+O2↑，则转移0.02mol电子生成氧气为0.005mol，其体积为0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，则在阴极也生成112mL气体，由2H++2e-═H2↑，则氢气的物质的量为0.005mol，该反应转移的电子为0.01mol，则Cu2++2e-═Cu中转移0.01mol电子，所以Cu2+的物质的量为0.005mol，通电前c(CuSO4)==0.025 mol•L-1；
(4)由A中发生2KCl+2H2O2KOH+H2↑+Cl2↑～2e-，由电子守恒可知，转移0.02mol电子时生成0.02molKOH，忽略溶液体积的变化，则c(OH-)==0.1mol•L-1，溶液pH=13。