Question

10．在某溫度下，取一定質(zhì)量的CuSO₄溶液，用石墨做電極進(jìn)行電解，當(dāng)陽(yáng)極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體1.12L時(shí)，CuSO₄恰好被完全電解，得到密度為1.2g/cm³的溶液200mL．求：
（1）電解后，所得溶液的pH；
（2）電解前，所取CuSO₄溶液的質(zhì)量．

Answer 1

分析 在25℃時(shí)，用石墨電極電解CuSO₄溶液，陽(yáng)極反應(yīng)為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，陰極電極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-=Cu，總反應(yīng)離子方程式為2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑，當(dāng)陽(yáng)極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體1.12L時(shí)，生成氧氣的物質(zhì)的量為$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，電子轉(zhuǎn)移0.05mol×4=0.2mol，同時(shí)陰極析出銅6.4g，據(jù)此分析計(jì)算．

解答 解：（1）在25℃時(shí)，用石墨電極電解CuSO₄溶液，陽(yáng)極反應(yīng)為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，陰極電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu；當(dāng)陽(yáng)極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體1.12L時(shí)，生成氧氣的物質(zhì)的量為$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，電子轉(zhuǎn)移0.05mol×4=0.2mol，同時(shí)陰極析出銅6.4g，電解過程中，陽(yáng)極反應(yīng)為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，陰極電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu，總反應(yīng)離子方程式為2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑，
2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑，
 2mol             4mol 22.4L
n（Cu²⁺）         n（H⁺） 1.12L
n=$\frac{4mol×1.12L}{22.4L/mol}$=0.2mol，
c（H⁺）=$\frac{0.2mol}{0.2L}$=1mol/L，pH=0，
答：所得溶液的pH為0；
（2）析出氧氣的質(zhì)量為0.05mol×32g/mol=1.6g，析出銅的質(zhì)量為6.4g，故原溶液質(zhì)量為1.6g+6.4g+1.2g•cm^-3×200mL=248.0g，
答：電解前所取CuSO₄溶液的質(zhì)量為248.0g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解原理的應(yīng)用，電極反應(yīng)的書寫方法，電子守恒的計(jì)算應(yīng)用，中等難度，清楚電極反應(yīng)是解題的關(guān)鍵．