在25℃时，用石墨电极电解2.0L 2.5mol?L-1CuSO4溶液，如有0.20mol电子发生转移，试回答下列问题：（1）阴

Question

在25℃时，用石墨电极电解2.0L 2.5mol?L-1CuSO4溶液，如有0.20mol电子发生转移，试回答下列问题：（1）阴极发生______反应，电极反应为______．（2）阳极发生______反应，电极反应为______．（3）电解后得到的Cu的质量是______，得到O2的体积（标准状况）是______，溶液的pH是______．（4）如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______，电解液的pH______（填“变小”“变大”或“不变”）．

Answer 1

在25℃时，用石墨电极电解2.0 L，2.5mol/LCuSO₄溶液中Cu²⁺物质的量为5mol．5min后，在一个石墨电极上有6.4gCu生成物质的量为0.1mol；
（1）电解过程中，溶液中阳离子Cu²⁺、H⁺移向阴极发生还原反应，电极反应：2Cu²⁺+4e^-═2Cu，故答案为：还原；2Cu²⁺+4e^-═2Cu；
（2）电解过程中，溶液中阴离子OH^-、SO₄^2-移向阳极，氢氧根离子放电发生氧化反应，电极反应式：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案为：氧化；4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（3）依据电极反应电子守恒，有0.20mol电子发生转移，生成铜物质的量为0.1mol，生成氧气物质的量为0.05mol，
阳极反应为、4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑
         0.2mol 0.2mol 0.05mol
阴极反应为、2Cu²⁺+4e^-═2Cu
       0.1mol 0.2mol 0.1mol
所以电解过程中得到铜的质量0.1mol×64g/mol=6.4g；
生成氧气的体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L；
溶液的PH的计算可以依据水电离出的氢离子和氢氧根离子守恒，减少氢氧根离子0.2mol，溶液中增加氢离子0.2mol，C（H⁺）=

0.2mol

2L

=0.1mol/L，pH=-lgC（H⁺）=1，
故答案为：6.4g；1.12L；1；
（4）如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，是镀铜，阳极反应为：Cu-2e^-=Cu²⁺；阴极电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu；电子转移0.2mol，阳极减少质量为0.1mol×64g/mol=6.4g；同时阴极析出铜6.4g，电解后两铜片的质量相差12.8g，电解质溶液的pH不变，故答案为：12.8g；不变．