Question

如图所示，常温下通电5 min后，发现铜电极的质量增加，试回答：

①电源电极X的名称为________(填“正极”或“负极”)。

②电解池B中阳极的电极反应式是________。

③若KCl溶液的体积是200 mL，则当铜电极的质量增加2.16g时A中溶液的pH=_____(忽略电解前后溶液体积的变化)，若要使电解后的溶液恢复到与电解前完全相同的状态，则应加入____________(填物质的种类及数量)。

Answer

负极 Ag-e-=Ag+ 13 0.02molHCl或通入标况下0.448LHCl气体

【解析】

(1)常温下电解5min后，铜电极质量增加，则Cu电极是阴极，Ag电极是阳极，连接阳极的电极是电源正极、连接阴极的电极是电源负极；

(2)电解池B中阳极上银单质放电生成银离子；

(3)根据转移电子相等计算A中生成氢氧根离子浓度，从而计算溶液的pH，根据电极反应式分析.

(1)常温下电解5min后，铜电极质量增加，则Cu电极是阴极，Ag电极是阳极，连接阳极的电极是电源正极、连接阴极的电极是电源负极，所以X是电源负极、Y是电源正极；

(2)电解池B中阳极上银单质失去电子变为银离子，电极反应式为Ag-e-=Ag+；

(3)常温下电解5min后，铜电极质量增加2.16g，转移电子的物质的量n(e-) =n(Ag)==0.02mol，A中电池反应式为2KCl+2H2OCl2↑+H2↑+2KOH，根据同一闭合回路中转移电子数目相等可知：c(KOH)==0.1mol/L，则溶液中c(H+)=mol/L=10-13mol/L，所以pH=13；

若要使电解后的溶液恢复到与电解前完全相同的状态，反应转移0.02mol电子，消耗0.02molCl-，产生0.01molCl2、0.01molH2，考虑加入HCl，则需要加0.02molHCl，或通入HCl气体，其体积在标准状况下为V(HCl)=0.02mol×22.4L/mol=0.448L。