Question

在如下圖用石墨作電極的電解池中，放入500 mL含一種溶質(zhì)的某藍(lán)色溶液進(jìn)行電解，觀察到A電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成，B電極有無色氣體生成；當(dāng)溶液中的原有溶質(zhì)完全電解后，停止電解，取出A電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重1.6 g。請(qǐng)回答下列問題。

                           

(1)B電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式 ___________________ 。

(2)寫出電解時(shí)反應(yīng)的離子方程式 ___________________ 。

(3)電解后溶液的pH為________，要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，則需加入__________，其質(zhì)量為__________。(假設(shè)電解前后溶液的體積不變)

(4)請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定原溶液中可能所含的酸根離子，要求：提出兩種可能的假設(shè)，分別寫出論證這兩種假設(shè)的操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

①假設(shè)一：__________________________________________________________；

②假設(shè)二：__________________________________________________________。

Answer 1

解析：根據(jù)藍(lán)色溶液和紅色固體判斷電解的是含Cu²⁺的溶液。再根據(jù)A極質(zhì)量增加，B極產(chǎn)生無色氣體判斷A為陰極，B為陽極，電極反應(yīng)式分別為：2Cu²⁺+4e^-====2Cu,4OH^--4e^-====2H₂O+O₂↑

電解后：c(H⁺)=2c(Cu²⁺)==0.1 mol·L^-1

所以pH=1

    根據(jù)電解方程式：2Cu²⁺+2H₂O2Cu+O₂↑+4H⁺，可知從溶液中析出的是Cu和O₂,比例為2∶1，相當(dāng)于CuO，因此應(yīng)向溶液中加入CuO，其質(zhì)量為×80 g·mol^-1=2 g,才能恢復(fù)到原狀態(tài)。第(4)步中，可以假設(shè)陰離子為、，但是不能為Cl^-,因?yàn)殛枠O產(chǎn)生的是無色無味氣體。

答案：(1)4OH^--4e^-====2H₂O+O₂↑

    (2)2Cu²⁺+2H₂O2Cu+O₂↑+4H⁺  (3)1  CuO  2 g

(4)①假設(shè)原溶液中的酸根離子為。取電解后的溶液向其中加入BaCl₂溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，則原溶液中含

②假設(shè)原溶液中的酸根離子為。取電解后的溶液，向其中加入Cu微熱，若Cu溶解，并有無色氣體生成，在空氣中變?yōu)榧t棕色，則含有。