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（SO₄^2﹣）=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）阳极；4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；

（2）2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；

（3）1；CuO 2（或CuCO33.2）

（4）原溶液中c（K+）为2mol/L．

【解析】（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↑，

（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++2H2O2Cu+O2↑+4H+，

（3）析出铜的物质的量==0.025mol，根据2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4 H+中铜和氢离子的关系式得n（H+）=2n（Cu）=0.05mol，c（ H+）==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，

（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×=4×，得n（Cu2+）=1mol，由电荷守恒可知：c（K+）+2c（Cu2+）=2c（SO42﹣），c（K+）+2×=2×2.0mol/L，c（K+）=2mol/L，

【点评】本题考查了电解原理，根据电极上析出物质确定阴阳极，再根据铜和氢离子、氧气之间的关系式进行计算，注意利用原子守恒、电荷守恒来分析解答，难度中等．