Question

(14分)(2011·溫州高二檢測(cè))在25 ℃時(shí)，用石墨電極電解2.0 L 0.5 mol·L－1 CuSO4溶液。5 min后，在一個(gè)石墨電極上有6.4 g Cu生成。試回答下列問題：
(1)發(fā)生氧化反應(yīng)的是________極，電極反應(yīng)式為____________________________
________________________________________________________________________。
(2)若電解后溶液的體積不變，則電解后溶液的pH為________。
(3)若將溶液恢復(fù)到與電解前一樣，則需加入________mol的________。
(4)若用等質(zhì)量的兩塊銅片代替石墨作電極，電解后兩銅片的質(zhì)量相差________g，電解液的pH________。(填“變小”、“變大”或“不變”)

Answer 1

(1)陽(yáng)　4OH^－－4e^－===2H₂O＋O₂↑
(2)1　(3)0.1　CuO　(4)12.8　不變

(1)n(CuSO₄)＝2.0 L×0.5 mol/L＝1.0 mol，而在陰極析出的Cu為＝0.1 mol，故CuSO4未完全電解，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為4OH^－－4e^－===2H₂O＋O₂↑。
(2)總反應(yīng)為：
2CuSO₄＋2H₂O2Cu　＋　O2↑　＋　2H₂SO₄
2       2        2         1          2
0.1 mol  0.1 mol  0.1 mol    0.05 mol    0.1 mol
所以電解后c(H＋)＝＝0.1 mol/L，
故pH＝－lg 0.1＝1。
(3)電解后生成的0.1 mol Cu和0.05 mol O2脫離該體系，即相當(dāng)于0.1 mol CuO，因此若將溶液復(fù)原，則應(yīng)加入0.1 mol CuO。
(4)此時(shí)成為電鍍池，陽(yáng)極Cu－2e－===Cu2＋，陰極：Cu2＋＋2e－===Cu，因此若陰極上析出6.4 g銅，則陽(yáng)極溶解6.4 g銅，電解后兩銅片質(zhì)量差為6.4 g＋6.4 g＝12.8 g，而電解液的pH不變。