问题 填空题

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.

答案

(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.

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