Question

如下图所示的装置中，若通入直流电5 min时，铜电极质量增加2.16 g，试回答：

（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，溶液中OH^－的物质的量浓度为________(设电解前后溶液体积无变化)。

Answer

（1）负极 （2）增大 减小 不变 （3）0.025 mol·L－1 （4）0.1 mol·L－1

【解析】

试题分析：（1）C装置的铜电极质量增加，说明铜极上有金属析出，即溶液中的银离子被还原生成银单质，故铜极为阴极，由此可确定X极为负极。（2）A装置是电解KCl溶液，阴极析出氢气，阳极析出氯气，溶液中氢氧根离子浓度增大，B装置中阴极上先析出铜，当铜离子消耗完后将析出氢气，而阳极上析出氧气，溶液中氢离子浓度增大，C装置中阴极析出银单质，阳极上的银失去电子变成银离子，理论上AgNO3溶液的物质的量浓度不变。（3）B装置两极上电子转移的数目与C装置中转移的电子数目相同，C装置中转移的电子为＝0.02 mol，经判断，B装置中阴极：Cu2＋＋2e－=Cu,2H＋＋2e－=H2↑，阳极：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，根据题意可得：2n(H2)＋2n(Cu)＝4n(O2)＝0.02 mol，n(H2)＋n(O2)＝，解得n(Cu)＝0.005 mol，CuSO4溶液物质的量浓度为：＝0.025 mol·L－1。（4）A装置的反应为：2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑，即反应中电子转移的物质的量与生成的氢氧根离子的物质的量相等，为0.02 mol，c(OH－)＝＝0.1 mol·L－1

考点：本题考查了电解池电极和电解产物的判断，并运用两极电子守恒进行计算。