某研究性学习小组,为了探究电解池的工作原理,设计了下列实验方案:用铁片、铜片和石墨作电极,分别与下列溶液构成电解池,并连

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  • 解题思路:(1)铁片为阳极,属于活泼电极,则该极上是电极本身失电子的过程,在阴极上是电解质中的阳离子得电子的过程;(2)以惰性电极为电极,电解硫酸铜,在阳极上是阴离子失电子的氧化反应,根据电极反应和电子守恒可以进行计算.

    (1)铁片为阳极,属于活泼电极,则该极上是电极本身失电子的过程,即Fe-2e-=Fe2+,在阴极上是电解质中的阳离子得电子的过程,即2H2O+2e-=H2↑+2OH-(或2H++2e-=H2↑),故答案为:Fe-2e-=Fe2+;2H2O+2e-=H2↑+2OH-(或2H++2e-=H2↑);

    (2)以惰性电极为电极,电解硫酸铜,在阳极上是阴离子失电子的氧化反应,即2H2O-4e-=O2↑+4H+(或4OH--4e-=O2↑+2H2O),电解一段时间后,两电极上均产生4.48L的气体,即产生的氧气和氢气的物质的量都是0.2mol,在阴极上发生的电极反应:Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑,产生氢气的物质的量都是0.2mol,转移电子是0.4mol,根据反应:4OH--4e-=O2↑+2H2O,生成氧气0.2mol,转移电子是0.8mol,所以铜离子得电子是0.4mol,铜离子的物质的量是0.2mol,铜离子的浓度=[0.2mol/0.5L]=0.4mol/L,即硫酸铜的浓度是 0.4mol•L-1

    故答案为:2H2O-4e-=O2↑+4H+(或4OH--4e-=O2↑+2H2O);0.4mol•L-1

    点评:

    本题考点: 原电池和电解池的工作原理.

    考点点评: 本题考查电解池的工作原理知识,题目难度中等,注意根据电极反应式的书写以及电子守恒的计算为解答该题的关键.