Question

17．在如圖用石墨作電極的電解池中，放入500mL含一種溶質的某藍色溶液進行電解，觀察到A電極表面有紅色的固態物質生成，B電極有無色氣體生成；當溶液中的原有溶質完全電解后，停止電解，取出A電極、洗滌、干燥、稱量，電極增重1.6g．請回答下列問題：
（1）B電極發生反應的電極反應式4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑．
（2）寫出電解時反應的離子方程式2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺．
（3）電解后溶液的pH為1，要使電解后溶液恢復到電解前的狀態，則需加入CuO，其質量為2g．（假設電解前后溶液的體積不變）

Answer 1

分析 電解液是藍色溶液，A電極表面有紅色的固態物質生成，所以A極是銅離子得電子，所以A極是陰極，A接的是電源的負極，B電極有無色氣體生成，則一定是氫氧根失電子產生的氧氣，所以B是該裝置陽極，和電源的正極相連，
（1）B為陽極，氫氧根失電子產生的氧氣；
（2）電解可溶性的銅鹽的實質是電解鹽和水，根據電極反應書寫電解方程式；
（3）根據電解后所得溶液中氫離子的濃度計算溶液的pH，電解后溶液復原，遵循的原則是：出什么加什么，根據元素守恒來計算所加物質的質量．

解答 解：電解液是藍色溶液，A電極表面有紅色的固態物質生成，所以A極是銅離子得電子，所以A極是陰極，A接的是電源的負極，B電極有無色氣體生成，則一定是氫氧根失電子產生的氧氣，所以B是該裝置陽極，和電源的正極相連，
（1）B為陽極，氫氧根失電子產生的氧氣，電極方程式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（2）陰極反應：2Cu²⁺+4e^-→2Cu，陽極反應：4OH^-→4e^-+2H₂O+O₂↑，電解時反應的總離子方程式為2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺，
故答案為：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺；
（3）取出A電極，洗滌、干燥、稱量、電極增重1.6g，所以陰極析出金屬銅的質量是1.6g，即0.025mol，所以生成氫離子的物質的量為0.05mol，所以c（H⁺）=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L，即pH=1，電解后析出了金屬銅和有氧氣放出，所以要想溶液復原，需加入 CuO，所加氧化銅的質量=0.025mol×80g/mol=2g，
故答案為：1；CuO；2．

點評 本題考查了電解原理，根據陰陽極上得失電子確定溶液酸堿性變化，再結合原子守恒進行計算，題目難度不大．