Question

16．
（1）用惰性電極電解CuSO₄溶液（如圖的裝置），電池的電極反應(yīng)式陽極：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，陰極：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）若電解池中裝入足量溶液，當(dāng)陰極增重3.2g時(shí)，停止通電，此時(shí)陽極產(chǎn)生氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為0.56L（假設(shè)氣體全部逸出）．
（3）欲使電解液恢復(fù)到起始狀態(tài)，應(yīng)向溶液中加入適量的  （　　）
A．CuSO₄ B．H₂O    C．CuO      D．CuSO₄•5H₂O．

Answer 1

分析 （1）用惰性電極電解CuSO₄溶液（如圖的裝置），電池的電極反應(yīng)式陽極上是溶液中氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，陰極上溶液中銅離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）根據(jù)析出銅的質(zhì)量計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù)，根據(jù)兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等計(jì)算產(chǎn)生氧氣的體積；
（3）用石墨電極電解CuSO₄溶液，陰極銅離子放電，陽極氫氧根離子放電，然后根據(jù)析出的物質(zhì)向溶液中加入它們形成的化合物即可．

解答 解：（1）用惰性電極電解CuSO₄溶液（如圖的裝置），電池的電極反應(yīng)式陽極上是溶液中氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，電極反應(yīng)為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，陰極上溶液中銅離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）陰極增重3.2g，應(yīng)為銅的質(zhì)量，n=$\frac{3.2g}{64g/mol}$=0.05 mol，
轉(zhuǎn)移的電子為0.05mol×2=0.1mol，根據(jù)兩電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等，則陽極轉(zhuǎn)移的電子也為0.1mol，在陽極上生成氧氣的物質(zhì)的量為 $\frac{0.1mol}{4}$=0.025mol，放出氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.025mol×22.4L/mol=0.56L；
故答案為：0.56L；
（3）CuSO₄溶液存在的陰離子為：SO₄^2-、OH^-，OH^-離子的放電能力大于SO₄^2- 離子的放電能力，所以O(shè)H^-離子放電生成氧氣；
溶液中存在的陽離子是Cu²⁺、H⁺，Cu²⁺離子的放電能力大于H⁺離子的放電能力，所以Cu²⁺離子放電生成Cu；
溶液變成硫酸溶液；
電解硫酸銅的方程式為：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2 Cu+O₂ ↑+2H₂SO₄，
所以從溶液中析出的物質(zhì)是氧氣和銅，因?yàn)檠鯕夂豌~和稀硫酸都不反應(yīng)，但和氧化銅反應(yīng)，氧氣和銅反應(yīng)生成氧化銅，所以向溶液中加入氧化銅即可，故選C，
故答案為：C．

點(diǎn)評 本題考查了電解原理，能正確判斷溶液中離子的放電順序從而確定析出的物質(zhì)是解本題的關(guān)鍵，題目難度中等．