Question

15．用上面的電池對下物質進行電解，其中a、b、c、d、e、f電極均為惰性電極，通電后，a極產生的氣體明顯多于b極，2分鐘后，測得乙池的pH為12，則
①電源A極是負極．
②c極上的電極反應式：2H⁺+2e-=H ₂↑．
③甲、乙兩池共可收集到3.5×10^-3mol氣體．
④丙裝置上某極可析出固體0.064克，溶液的pH為2．（常溫，不考慮溶液體積變化）
⑤電解n分鐘后，硫酸銅正好消耗完，再將e、f電極反接電源，用同樣的電流再電解n分鐘，則丙溶液中的硫酸銅的物質的量濃度為0.1mol/L．（不考慮溶液體積變化）

Answer 1

分析 甲池實際上是電解水，生成氫氣和氧氣，氫氣的體積大于氧氣的體積，而a極產生的氣體明顯多于b極，說明a是氫離子放電生成氫氣，b是氫氧根離子放電生成氧氣，乙池是電解飽和食鹽水，生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉，而丙是電解硫酸銅生成銅和、氧氣和硫酸，由此分析解答．

解答 解：①說明a是氫離子在陰極放電生成氫氣，所以相連的A極是負極，故答案為：負；
②c極是陰極，是水電離出的氫離子放電，生成氫氣，電極反應式為2H⁺+2e-=H ₂↑，故答案為：2H⁺+2e-=H ₂↑；
③2分鐘后，測得乙池的pH為12，所以氫氧化鈉的物質的量為：10^-2×0.2=2×10^-3mol，整個電路轉移電子的數目為2×10^-3mol，而乙池中生成氣體的物質的量為2×10^-3mol，則甲生成氣體的物質的量之和為：1.5×10^-3mol，生成氣體的總物質的為3.5×10^-3，故答案為：3.5×10^-3；
④生成銅的物質的量為：1×10^-3mol，所以質量為：0.064g，生成氫離子的物質的量為：2×10^-3mol，所以氫離子的濃度為：$\frac{2×1{0}^{-3}mol}{0.2L}$=0.01mol/L，則溶液的pH為2，故答案為：0.064；2；
⑤電解n分鐘后，硫酸銅正好消耗完，再將e、f電極反接電源，用同樣的電流再電解n分鐘，說明轉移電子的物質的量相等，而體積不變，說明硫酸銅的物質的量濃度為0.1mol/L，故答案為：0.1．

點評 本題為電化學知識的綜合應用，做題時要注意根據電極反應現象判斷出電解池的陰陽級，進而判斷出電源的正負極，要注意三個電解池為串聯電路，各電極上得失電子的數目相等．做題時要正確寫出電極方程式，準確判斷兩極上離子的放電順序．