Question

在如图所示的装置中，通电5min后，铜电极的质量增加2.16g。试回答下列问题：

（1）电源中X极为直流电源的__极。

（2）溶液pH的变化情况：A__，B__，C__(填“增大”“减小”或“不变”)。

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

Answer

负 增大 减小 不变 0.025mol·L-1

【解析】

根据电解池原理分析解答；根据电路中电子转移守恒结合生成气体的体积进行相关计算。

（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，故答案为：负；

（2）A中电解氯化钾得到氢氧化钾溶液，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，故答案为：增大；减小；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0.02mol×=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0.005mol ×2=0.01mol，则Cu2++2e-═Cu中转移0.01mol电子，所以反应的Cu2+的物质的量为0.005mol，通电前c(CuSO4)==0.025mol·L−1；故答案为：0.025mol/L。