Question

15．在如圖均用石墨作電極的電解池中，甲池中為500mL含某一溶質的藍色溶液，乙池中為500mL稀硫酸，閉合K₁，斷開K₂進行電解，觀察到A電極表面有紅色的固態(tài)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，立即停止電解，取出A電極，洗滌、干燥、稱量，電極質量增重1.6g．請回答下列問題：

（1）電解過程中，乙池C電極發(fā)生反應的電極反應式2H⁺+2e^-=H₂↑．
（2）甲池電解時反應的離子方程式2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺．
（3）甲池電解后溶液的pH=1，要使電解后溶液恢復到電解前的狀態(tài)，則需加入CuO，其質量為2g．（假設電解前后溶液的體積不變）
（4）電解后若再將K₁斷開，閉合K₂，電流計指針發(fā)生偏轉，則D電極發(fā)生反應的電極反應式O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O．

Answer 1

分析 （1）A電極表面有紅色的固態(tài)物質生成，所以A電極是陰極，B電極有無色氣體生成，所以B是陽極，所以C是陰極，該電極產生的氣體是氫氣，D電極是陽極，該極上產生的是氧氣，所以q是正極，p是負極，根據電極上離子的放點規(guī)律書寫電極反應式；
（2）電解硫酸銅生成硫酸、銅和氧氣，據此回答；
（3）根據生成的銅的量計算生成硫酸的量，進而計算pH，電解質復原的方法：出什么加什么；
（4）再將K₁斷開，閉合K₂，電流計指針發(fā)生偏轉，形成氫氧燃料電池，通氧氣的是正極，發(fā)生得電子的還原反應．

解答 解：A電極表面有紅色的固態(tài)物質生成，所以A電極是陰極，B電極有無色氣體生成，所以B是陽極，所以C是陰極，該電極產生的氣體是氫氣，D電極是陽極，該極上產生的是氧氣，所以q是正極，p是負極，
（1）電解過程中，乙池C電極是陰極，該電極發(fā)生反應的電極反應式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）電解硫酸銅生成硫酸、銅和氧氣，甲池電解時反應的離子方程式為：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺，
故答案為：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺；
（3）取出A電極，洗滌、干燥、稱量，電極質量增重1.6g，即生成金屬銅的物質的量是0.025mol，根據2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺，
生成硫酸中氫離子的物質的量是0.05mol，所以氫離子濃度是$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L，pH=1，電解質復原的方法：出什么加什么，要使電解后溶液恢復到電解前的狀態(tài)，則需加，0.025mol的氧化銅，質量是2g，故答案為：1；CuO；2；
（4）再將K₁斷開，閉合K₂，電流計指針發(fā)生偏轉，形成氫氧燃料電池，通氧氣的是正極，該電極上發(fā)生得電子的還原反應：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，
故答案為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O．

點評 本題綜合考查學生原電池和電解池的工作原理以及電極反應式的書寫和計算知識，屬于綜合知識的考查，知識的歸納和整理是關鍵，難度不大．