Question

在25℃时，用石墨电极电解2.0L 2.5mol/LCuSO4溶液，若有0.2mol电子发生转移，请回答下列问题：（1）阴极

在25℃时，用石墨电极电解2.0L 2.5mol/LCuSO4溶液，若有0.2mol电子发生转移，请回答下列问题：（1）阴极发生______反应（填“氧化”或“还原”），该电极反应式为______．电解反应的化学方程式为______（2）电解后得到的铜的质量是______g，得到氧气的体积是______L（标准状况），溶液中的氢离子浓度为______mol/L（假定溶液体积仍为2.0L）．（3）若用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差______g．

Answer 1

（1）阴极上得电子，发生还原反应；阴极上铜离子的放电能力大于氢离子的放电能力，所以阴极上析出铜，故电极反应式为Cu²⁺+2e^-═Cu；阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，所以其电池反应方程式为2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄ ．
故答案为：还原；Cu²⁺+2e^-═Cu；2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄ ；
（2）2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄ 转移电子
                      2×64g          4mol  
                       6.4g            0.2mol
所以铜的质量为6.4g；
2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄ 转移电子
                     22.4L        4mol  
                     1.12 L        0.2mol
所以生成氧气的体积为1.12 L；    
2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄ 转移电子
                          2mol    4mol  
                          0.1mol  0.2mol
所以硫酸的物质的量为0.1mol，氢离子的物质的量为 0.2mol，
氢离子的物质的量浓度为c=

n

V

＝

0.2mol

2L

＝0.1mol/L．
故答案为：6.4；1.12；0.1；
（3）当以铜片作电极时，阳极上铜失电子变成离子进入溶液，所以铜片质量减少；阴极上铜离子得电子生成铜单质，铜片质量增加，
两极的质量差=阳极上减少的质量+阴极上增加的质量．
阳极  Cu-2e^-═Cu²⁺
     64g 2mol
     6.4g 0.2mol
所以阳极质量减少6.4g；
 阴极  Cu²⁺+2e^-═Cu
          2mol 64g 
         0.2mol 6.4g 
 所以阴极质量增加6.4g；
所以两极质量相差 6.4g+6.4g═12.8g，
故答案为：12.8．