Question

3．如圖所示：圖①為用惰性電極電解500mL一定濃度的CuSO₄溶液，圖②為電路轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量與產(chǎn)生氣體體積（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）的曲線圖，求：原CuSO₄溶液濃度c（CuSO₄）=0.2mol•L^-1；當(dāng)產(chǎn)生4.48L氣體時(shí)停止電解，若要將電解液恢復(fù)至初始狀態(tài)，應(yīng)向電解槽中加入Cu（OH）₂的質(zhì)量9.8g．

Answer 1

分析 根據(jù)電解池的工作原理，電解第一階段：2CuSO₄+2H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu↓+O₂↑+2H₂SO₄，第二階段：2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，要想讓電解后的電解質(zhì)復(fù)原，則遵循的原則是：出什么加什么，出多少加多少，根據(jù)電子守恒以及元素守恒進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：根據(jù)電解池的工作原理，第一階段：2CuSO₄+2H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu↓+O₂↑+2H₂SO₄，第二階段：2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，根據(jù)圖示數(shù)據(jù)，開始階段產(chǎn)生的是1.12L即0.05mol的氧氣，根據(jù)反應(yīng)得到電解產(chǎn)生的金屬銅的物質(zhì)的量是0.1mol，這些金屬銅全部來自硫酸銅，原CuSO₄溶液濃度c（CuSO₄）=$\frac{0.1mol}{0.5L}$=0.2mol/L，開始階段產(chǎn)生的是1.12L即0.05mol的氧氣，此時(shí)轉(zhuǎn)移電子是0.2mol，當(dāng)產(chǎn)生4.48L氣體時(shí)，第二階段：2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，氫氣和氧氣按照物質(zhì)的量是2：1產(chǎn)生的，總共是3.36L，即0.15mol，0.1mol的氫氣和0.05mol的氧氣，該過程消耗水，根據(jù)銅元素守恒以及讓電解后的電解質(zhì)復(fù)原，則遵循的原則是：出什么加什么，出多少加多少，應(yīng)該是加入Cu（OH）₂0.1mol，質(zhì)量是9.8g，故答案為：0.2； 9.8．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生電解池的工作原理知識(shí)，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，難度不大．