Question

某溫度下，取一定量的硫酸銅溶液，用石墨作電極進行電解，當陽極產(chǎn)生標準狀況下氣體1.12L時，CuSO₄恰好被完全電解，得到密度為1.2g?cm^-3的溶液200mL，求：
（1）陰極的電極反應(yīng)式為：

 

；總反應(yīng)的離子方程式為：

 

．
（2）電解后所得溶液的pH為

 

．
（3）電解前所取CuSO₄溶液的質(zhì)量為

 

g．
（4）若要使電解后所得溶液恢復(fù)至電解前的原狀態(tài)，需加入何種物質(zhì)（只要求寫出一種），其化學式為

 

，加入物質(zhì)的質(zhì)量為

 

g．

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學專題

分析：在25℃時，用石墨電極電解CuSO₄溶液，陽極反應(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

通電  .

2Cu+4H⁺+O₂↑，當陽極產(chǎn)生標準狀況下氣體1.12L時，生成氧氣的物質(zhì)的量為：

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，電子轉(zhuǎn)移0.05mol×4=0.2mol，同時陰極析出銅6.4g，電解過程中依據(jù)出什么加什么原則，據(jù)此分析計算．

解答： 解：在25℃時，用石墨電極電解CuSO₄溶液，陽極反應(yīng)為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，陰極電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu；當陽極產(chǎn)生標準狀況下氣體1.12L時，生成氧氣的物質(zhì)的量為：

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，電子轉(zhuǎn)移0.05mol×4=0.2mol，同時陰極析出銅6.4g
（1）電解過程中，陽極反應(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

通電  .

2Cu+4H⁺+O₂↑，
故答案為：2Cu²⁺+4e^-═2Cu；2Cu²⁺+2H₂O

通電  .

2Cu+4H⁺+O₂↑，
（2）總反應(yīng)離子方程式為：2Cu²⁺+2H₂O

通電  .

2Cu+4H⁺+O₂↑，
                        2mol                4mol  22.4L
                        n（Cu²⁺）             n（H⁺） 1.12L
n=

4mol×1.12L

22.4L

=0.2mol，c（H⁺）=

0.2mol

0.2L

=1mol/L，pH=0，
故答案為：0；
（3）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，
故答案為：248.0；            
（4）電解過程中依據(jù)出什么加什么原則，電解過程中析出銅和氧氣，所以要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)加入氧化銅可以恢復(fù)溶液濃度，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，故加入氧化銅的質(zhì)量為：1.6g+6.4g=8.0g，故答案為：CuO；8.0．

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