Question

       在如圖所示的裝置中，若通直流電5 min時，銅電極質量增加2.16 g。試回答下列問題。

(1)電源中X電極為直流電源的________極。

(2)pH變化：A：________，B：________，C：________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(3)通電5 min時，B中共收集224 mL(標準狀況下)氣體，溶液體積為200 mL，則通電前CuSO₄溶液的物質的量濃度為________(設電解前后溶液體積無變化)。

(4)若A中KCl足量且溶液的體積也是200 mL，電解后，溶液的pH為__________(設電解前后溶液體積無變化)。

Answer 1

答案　(1)負　(2)增大　減小　不變　(3)0.025 mol·L^－1

(4)13

解析　(1)三個裝置是串聯的電解池。電解AgNO₃溶液時，Ag^＋在陰極發(fā)生還原反應變?yōu)锳g，所以質量增加的銅電極是陰極，則銀電極是陽極，Y是正極，X是負極。

(2)電解KCl溶液生成KOH，溶液pH增大；電解CuSO₄溶液生成H₂SO₄，溶液pH減��；電解AgNO₃溶液，銀為陽極，不斷溶解，Ag^＋濃度基本不變，pH不變。

(3)通電5 min時，C中析出0.02 mol Ag，電路中通過0.02 mol電子。B中共收集0.01 mol氣體，若該氣體全為氧氣，則電路中需通過0.04 mol電子，電子轉移不守恒。因此，B中電解分為兩個階段，先電解CuSO₄溶液，生成O₂，后電解水，生成O₂和H₂，B中收集到的氣體是O₂和H₂的混合物。設電解CuSO₄溶液時生成O₂的物質的量為x，電解H₂O時生成O₂的物質的量為y，則4x＋4y＝0.02 mol(電子轉移守恒)，x＋3y＝0.01 mol(氣體體積之和)，解得x＝y＝0.002 5 mol，所以n(CuSO₄)＝2×0.002 5 mol＝0.005 mol，c(CuSO₄)＝0.005 mol÷0.2 L＝0.025 mol·L^－1。(4)通電5 min時，A中放出0.01 mol H₂，溶液中生成0.02 mol KOH，c(OH^－)＝0.02 mol÷0.2 L＝0.1 mol·L^－1，pH＝13。