Question

如圖所示，若電解5min時，測得銅電極的質量增加2.16g．試回答：
（1）通電5min時，B中共收集到224mL（標準狀況）氣體，溶液體積為200mL（電解前后溶液的體積變化忽略不計），則通電前CuSO₄溶液的物質的量濃度．
（2）若A中KCl溶液的體積也是200mL，電解后溶液中仍有Cl^-，則電解后溶液的氫離子的物質的量濃度．

Answer 1

分析：（1）根據由銅電極的質量增加，則可以判斷金屬Cu電極為陰極，可知X為電源的負極，根據電極反應及電子守恒來計算通電前CuSO₄溶液的物質的量；
（2）根據A中的電極反應及與C中轉移的電子守恒來計算電解后溶液的氫離子的物質的量濃度．

解答：解：（1）由銅電極的質量增加，發生Ag⁺+e^-═Ag，則Cu電極為陰極，可知X為電源的負極，從左到右六個電極名稱分別是陰極、陽極、陰極、陽極、陰極、陽極，
C中陰極反應為Ag⁺+e^-═Ag，n（Ag）=

2.16g

108g/mol

=0.02mol，則轉移的電子為0.02mol，
B中陽極反應為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，則轉移0.02mol電子生成氧氣為0.005mol，其體積為0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，
則在陰極也生成112mL氣體，由2H⁺+2e^-═H₂↑，則氫氣的物質的量為0.005mol，該反應轉移的電子為0.01mol，
則Cu²⁺+2e^-═Cu中轉移0.01mol電子，所以Cu²⁺的物質的量為0.005mol，通電前c（CuSO₄）=

0.005mol

0.2L

=0.025 mol?L^-1；
答：則通電前CuSO₄溶液的物質的量濃度0.025 mol?L^-1；
（2）由A中發生2KCl+2H₂O

通電  .

2KOH+H₂↑+Cl₂↑～2e^-，
由電子守恒可知，轉移0.02mol電子時生成0.02molKOH，忽略溶液體積的變化，
則c（OH^-）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol?L^-1，溶液氫離子的物質的量濃度為10^-13mol/L，
答：電解后溶液的氫離子的物質的量濃度為10^-13mol/L．

點評：本題考查電解原理，明確Cu電極的質量增加是解答本題的突破口，并明確發生的電極反應及電子守恒即可解答，難度不大．