Question

17．在圖均用石墨作電極的電解池中，甲裝置中為500mL含某一溶質(zhì)的藍(lán)色溶液，乙裝置中為500mL稀硫酸．閉合K₁，斷開K₂進(jìn)行電解，觀察到A電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成，B電極有無色氣體生成；當(dāng)溶液中的原有溶質(zhì)完全電解后，停止電解，取出A電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重6.4g．
請回答下列問題：
（1）B電極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺；C電極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑．
（2）甲裝置電解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$O₂↑+Cu↓+4H⁺．
（3）甲裝置電解后溶液的c（H⁺）為0.8mol/L，要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，則需加入CuO或CuCO₃（填化學(xué)式），其質(zhì)量為8或12.4g．（假設(shè)電解前后溶液的體積不變）

Answer 1

分析 閉合K₁，斷開K₂進(jìn)行電解，觀察到A電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成，說明A電極上析出Cu，則該電解質(zhì)溶液中可溶性銅鹽，B電極有無色氣體生成，說明B電極上有氧氣生成，則該可溶性銅鹽為含氧酸鹽；則X是正極、Y是負(fù)極，
（1）B電極上有無色氣體生成，應(yīng)該是氧氣，則B電極上水失電子生成氧氣和氫離子；C電極是陰極，C電極上氫離子放電生成氫氣；
（2）甲裝置中陽極上水失電子生成氧氣和氫離子，陰極上銅離子放電生成銅；
（3）電解過程中溶液中c（H⁺）增大，根據(jù)銅和氫離子之間關(guān)系式計(jì)算c（H⁺）；
要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到原狀，應(yīng)該采用析出什么加入什么的方法．

解答 解：閉合K₁，斷開K₂進(jìn)行電解，觀察到A電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成，說明A電極上析出Cu，則該電解質(zhì)溶液中可溶性銅鹽，B電極有無色氣體生成，說明B電極上有氧氣生成，則該可溶性銅鹽為含氧酸鹽；則X是正極、Y是負(fù)極，
（1）B電極上有無色氣體生成，應(yīng)該是氧氣，則B電極上水失電子生成氧氣和氫離子，則B電極反應(yīng)式為2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺；C電極是陰極，C電極上氫離子放電生成氫氣，電極反應(yīng)式為 2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺； 2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）甲裝置中陽極上水失電子生成氧氣和氫離子，陰極上銅離子放電生成銅，電池反應(yīng)離子方程式為 Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$O₂↑+Cu↓+4H⁺，故答案為：Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$O₂↑+Cu↓+4H⁺；
（3）當(dāng)溶液中的原有溶質(zhì)完全電解后，停止電解，A電極增重6.4g，則n（Cu）=$\frac{6.4g}{64g/mol}$=0.1mol，根據(jù)Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$O₂↑+Cu↓+4H⁺知n（H⁺）=4n（Cu）=4×0.1mol=0.4mol，c（H⁺）=$\frac{0.4mol}{0.5L}$=0.8mol/L；
電解過程中，陽極上生成氧氣、陰極上生成Cu，相當(dāng)于析出CuO，根據(jù)析出什么加入什么原則，要使溶液恢復(fù)原狀應(yīng)該加入CuO或碳酸銅，根據(jù)Cu原子守恒得n（CuO）=n（CuCO₃）=n（Cu）=0.1mol，m（CuO）=0.1mol×80g/mol=8g，m（CuCO₃）=0.1mol×124g/mol=12.4g，
故答案為：0.8mol/L；Cu或CuCO₃；8或12.4．

點(diǎn)評 本題考查電解原理，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，正確判斷陰陽極及各個(gè)電極發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，易錯(cuò)點(diǎn)是（3）題有關(guān)計(jì)算，注意加入碳酸銅也可以使溶液恢復(fù)原狀．