Question

1．在25℃時(shí)，用石墨電極電解2.0L，2.5mol/LCuSO₄溶液，如有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，試回答下列問(wèn)題：
（1）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2Cu²⁺+4e^-=2Cu．
（2）陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．
（3）電解后得到的Cu的質(zhì)量是6.4g．溶液的pH是1．
（4）如用等質(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12.8g．電解液的pH不變（填“變小”、“變大”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，銅離子獲得電子生成Cu；
（2）陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氫氧根離子放電生成水與氧氣；
（3）電解池總反應(yīng)式為：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄ ，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算Cu的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計(jì)算Cu的質(zhì)量，根據(jù)電解池總反應(yīng)式計(jì)算H₂SO₄的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算氫離子濃度，再根據(jù)pH=-lgc（H⁺）計(jì)算；
（4）如用等質(zhì)量的兩塊銅片代替石墨作電極，形成電鍍池，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為：Cu-2e^-═Cu²⁺，陰極的電極反應(yīng)式為：Cu²⁺+2e^-═Cu，結(jié)合電極反應(yīng)式計(jì)算，電解質(zhì)溶液濃度不變，溶液pH不變．

解答 解：（1）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，銅離子獲得電子生成Cu，電極反應(yīng)式為：2Cu²⁺+4e^-=2Cu，
故答案為：還原；2Cu²⁺+4e^-=2Cu；
（2）陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氫氧根離子放電生成水與氧氣，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
故答案為：氧化；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（3）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，生成Cu的物質(zhì)的量為$\frac{0.2mol}{2}$=0.1mol，電解得到Cu的質(zhì)量為0.1mol×64g/mol=6.4g，電解池總反應(yīng)式為：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄ ，可知生成H₂SO₄的物質(zhì)的量為0.1mol，溶液中c（H⁺）=$\frac{0.1mol×2}{2L}$=0.1mol/L，則pH=-lgc（H⁺）=1，
故答案為：6.4；1；
（4）如用等質(zhì)量的兩塊銅片代替石墨作電極，形成電鍍池，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為：Cu-2e^-═Cu²⁺，陰極的電極反應(yīng)式為：Cu²⁺+2e^-═Cu，轉(zhuǎn)移電子0.2mol，陽(yáng)極參加反應(yīng)的Cu為0.1mol，陰極析出Cu為0.1mol，則電解后兩銅片的質(zhì)量相差0.2mol×64g/mol=12.8g，由于電解質(zhì)溶液濃度不變，溶液pH不變，
故答案為：12.8g；不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解原理，涉及電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)與有關(guān)計(jì)算，關(guān)鍵是理解電解原理明確兩極放電順序，注意電子守恒在電化學(xué)計(jì)算中應(yīng)用．