Question

在如图用石墨作电极的电解池中，放入500mL含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到A电极表面有红色的固态

在如图用石墨作电极的电解池中，放入500mL含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成．请回答下列问题：（1）请写出B极板的名称及反应式：______．（2）写出电解时反应的总离子方程式______．（3）若当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量、电极增重1.6g．电解后溶液的pH为______；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入______，其质量为______．（假设电解前后溶液的体积不变）（4）若原溶液为1L K2SO4、CuSO4的混合溶液，且c（SO42-）=2.0mol/L；如图装置电解，当两极都收集到22.4L气体（标准状况）时，停止电解．则原溶液中的c（K+）为多少？（请简单表示计算过程）

Answer 1

（1）A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成，说明A电极析出金属铜，则A为阴极，B为阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
故答案为：阳极；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（2）A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成，说明A电极析出金属铜，则A为阴极，B为阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，所以电池反应式为：2Cu²⁺+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，
故答案为：2Cu²⁺+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺；
（3）析出铜的物质的量=

1.6g

64g/mol

=0.025mol，根据2Cu²⁺+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4 H⁺中铜和氢离子的关系式得n（H⁺）=2n（Cu）=0.05mol，c（ H⁺）=

0.05mol

0.5L

=0.1mol/L，则溶液的pH=1；
阳极上生成氧气，阴极上生成铜，所以析出的物质就相当于CuO，根据铜原子守恒得m（CuO）=n（CuO）．M（CuO）=n（Cu）．M（CuO）=0.025mol×80g/mol=2g，
根据析出什么加入什么的原则知，为了使溶液恢复原状，可以加入2g氧化铜，也可以加入碳酸铜，根据原子守恒得m（CuCO₃）=n（CuCO₃）．M（CuCO₃）=n（CuO）M（CuCO₃）=0.025mol×124g/mol=3.2g，
故答案为：1；CuO 2（或CuCO₃3.2）
（4）电解混合溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上先铜离子放电后氢离子放电，由电子守恒可知：2n（Cu²⁺）+2n（H₂）=4n（O₂），2n（Cu²⁺）+2×

22.4L

22.4L/mol

=4×

22.4L

22.4L/mol

，
得n（Cu²⁺）=1mol，
由电荷守恒可知：c（K⁺）+2c（Cu²⁺）=2c（SO₄^2-），c（K⁺）+2×

1mol

1L

=2×2.0mol/L，
c（K⁺）=2mol/L，
答：原溶液中c（K⁺）为2mol/L．