Question

11．500mL KNO₃和Cu（NO₃）₂的混合溶液中c（NO₃^-）=6.0mol/L，用鉛蓄電池作電源，用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到22.4L氣體（標準狀況），假定電解后溶液體積仍為500mL，求（無相應計算過程不得分）
（1）原溶液中K⁺的濃度？
（2）鉛蓄電池的正極質(zhì)量改變多少？
（3）若將電解后的溶液恢復到電解前的濃度，加一種什么物質(zhì)；其質(zhì)量為多少克？

Answer 1

分析 石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到22.4L氣體（標準狀況），陰極發(fā)生反應為：Cu²⁺+2e^-═Cu、2H⁺+2e^-═H₂↑，陽極發(fā)生反應為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，n（O₂）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，結(jié)合電子守恒及物質(zhì)的量濃度的計算來解答．

解答 解：石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到22.4L氣體（標準狀況），n（O₂）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，
陽極發(fā)生電極反應為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，
                  4mol 4mol 1mol
陰極發(fā)生的電極反應為：Cu²⁺+2e^-═Cu、2H⁺+2e^-═H₂↑
                  1mol 2mol 1mol 2mol 2mol 1mol 
（1）c（Cu²⁺）=$\frac{1mol}{0.5L}$=2mol/L，由電荷守恒可知，原混合溶液中c（K⁺）為6mol/L-2mol/L×2=2mol/L，答：原溶液中K⁺的濃度2mol/L；
（2）鉛蓄電池的正極的電極反應式為：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，而整個電路轉(zhuǎn)移4mol的電子，所以有2mol的氧化鉛放電，質(zhì)量變化為：2×（96-32）=128g，答：鉛蓄電池的正極質(zhì)量改變128g；
（3）電解過程中銅離子放電，水中氫離子放電，所以加入1mol的Cu（OH）₂ 恢復到電解前的濃度，質(zhì)量為98g，答：加一種什么物質(zhì)是氫氧化銅；其質(zhì)量為98g．

點評 本題考查混合物計算，題目難度中等，明確發(fā)生的電極反應及電子守恒是解答本題的關鍵，難點是D，注意氫氧根離子與氫離子的關系解答，試題側(cè)重考查學生的分析、理解能力及化學計算能力．