Question

10．如圖所示，若電解5min時銅電極的質(zhì)量增加2.16g，B中一根Pt電極質(zhì)量增加0.32g，且此時B中兩極都有氣體產(chǎn)生．試回答：
（1）電源電極X名稱為負極．
（2）C池中的pH變化不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）寫出A池中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2KOH+H₂↑+Cl₂↑
（4）計算B池中產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的總體積是0.224L．

Answer 1

分析 （1）C中銅電極質(zhì)量增加，說明銅電極為陰極，則銀電極為陽極，所以X為負極，Y為正極；
（2）C為電鍍池，溶液中離子濃度不變；
（3）A中為惰性電極電解KCl溶液；
（4）根據(jù)C中生成的Ag的物質(zhì)的量求出轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量，根據(jù)B中析出Cu的質(zhì)量求出生成氧氣的物質(zhì)的量，根據(jù)電子守恒計算出電解硫酸鉀生成氣體的物質(zhì)的量，然后求出氣體的總體積．

解答 解：（1）若電解5min時銅電極質(zhì)量增加2.16g，說明銅電極為陰極，則銀電極為陽極，則X為負極，Y為正極，
故答案為：負極；
（2）C為電鍍，溶液離子濃度不變，則pH不變，故答案為：不變；
（3）A池中發(fā)生反應(yīng)為電解氯化鉀溶液的反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2KOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2KOH+H₂↑+Cl₂↑；
（4）若通入直流電5min時，銅電極質(zhì)量增加2.16g，則發(fā)生Ag⁺+e^-═Ag，n（Ag）=$\frac{2.16g}{108g/mol}$=0.02mol，轉(zhuǎn)移電子0.02mol，
B中的開始一段時間是電解硫酸銅，陽極為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，陰極為Cu²⁺+2e^-═Cu，
n（Cu）=$\frac{0.32g}{64g/mol}$=0.005mol，在轉(zhuǎn)移電子為n（e^-）=0.005mol×2=0.01mol，則生成的氧氣為n（O₂）=0.0025mol；
硫酸銅被完全電解后，電解質(zhì)為硫酸鉀和硫酸，發(fā)生的電極反應(yīng)，陽極為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，陰極為2H⁺+2e^-═H₂↑，
根據(jù)電子守恒可知，該階段轉(zhuǎn)移的電子為n（e^-）′=0.02mol-0.01mol=0.01mol，
則生成的氧氣和氫氣的總物質(zhì)的量為n（氣體）=$\frac{1}{4}$×0.01+$\frac{1}{2}$×0.01=0.0075mol，
所以B中電解生成的氣體的總物質(zhì)的量為0.0075mol+0.0025mol=0.01mol，則V=nVm=0.01mol×22.4L/mol=0.224L；
故答案為：0.224．

點評 本題考查電解原理，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，難度中等，注意把握離子的放電順序，為解答該題的關(guān)鍵．