Question

【題目】在如圖所示均用石墨作電極的電解池中，甲池中為500 mL含某一溶質的藍色溶液，乙池中為500 mL稀硫酸，閉合K1，斷開K2進行電解，觀察到A電極表面有紅色的固態物質生成，B電極有無色氣體生成；當溶液中的原有溶質完全電解后，立即停止電解，取出A電極，洗滌、干燥、稱量，電極質量增重1.6 g。請回答下列問題：

（1）電解過程中，乙池C電極發生反應的電極反應式為______________________。

（2）甲池電解時反應的離子方程式__________________。

（3）甲池電解后溶液的pH＝__________，要使電解后溶液恢復到電解前的狀態，則需加入________，其質量為________g。(假設電解前后溶液的體積不變)

（4）電解后若再將K1斷開，閉合K2，電流計指針發生偏轉，則D電極發生反應的電極反應式_________。

Answer 1

【答案】（1）2H＋＋2e－===H2↑（2）2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋

（3）1， CuO，2；（4）O2＋4e－＋4H＋===2H2O

【解析】

試題分析：甲池為CuSO4溶液，閉合K1，觀察到A電極表面有紅色的固態物質生成，說明A電極為陰極，發生反應：Cu2++2e-=Cu，B為陽極，發生反應：2H2O-4e-=4H++O2↑，B電極有無色氣體氧氣生成，則p為負極，q為正極，C為陰極，發生反應：2H＋＋2e－===H2↑，D為陽極，發生反應：4OH—-4e-=2H2O+O2↑。

（1）根據上述分析，電解過程中，乙池C電極發生反應的電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑。

（2）甲池電解池是電解硫酸銅溶液，根據上述分析，將陰陽電極反應相加，得到電解時反應的離子方程式為2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋。

（3）當溶液中的原有溶質完全電解后，立即停止電解，取出A電極，洗滌、干燥、稱量，電極質量增重1.6 g，則n(Cu)=1.6g÷64g/mol=0.025mol,n(H+)=2n(Cu)=0.025mol×2=0.05mol,所以c(H+)=0.05 mol÷0.5L=0.1mol/L，pH=1；由于從兩個電極分別產生了Cu、O2，所以要使電解后溶液恢復到電解前的狀態，則需加入CuO，n(CuO)=0.025mol，則m(CuO)=0.025mol×80g/mol=2g。

（4）電解后若再將K1斷開，閉合K2，乙池形成的是氫氧燃料電池，電流計指針發生偏轉，則D電極是原電池的正極，發生的電極反應式是O2＋4e－＋4H＋===2H2O。