在20℃时,用石墨电极电解饱和硫酸铜溶液（阳极放出氧气）,如有0.20 mol电子发生转移,试回答以下问题：（1）在阴极发生什么反应?写出电极反应式.阴极得到铜的质量是多少?（2）在阳极发生什么反应?写出电极反应式.阳极得到氧气的体积（标准状况）是多少?（3）电解后,溶液的pH发生了什么变化?为什么?（4）如用铜片代替石墨做阳极,阳极发生什么反应?产物是什么?电解液的pH将如何变化?
问题描述：
在20℃时,用石墨电极电解饱和硫酸铜溶液（阳极放出氧气）,如有0.20 mol电子发生转移,试回答以下问题：
（1）在阴极发生什么反应?写出电极反应式.阴极得到铜的质量是多少?
（2）在阳极发生什么反应?写出电极反应式.阳极得到氧气的体积（标准状况）是多少?
（3）电解后,溶液的pH发生了什么变化?为什么?
（4）如用铜片代替石墨做阳极,阳极发生什么反应?产物是什么?电解液的pH将如何变化?
答
（1）电阴极发生还原反应,电极反应式：Cu2+ + 2e-→Cu,因为1molCu2+电解得2mol电子,所以0.20mol电子转移时,有0.1mol的Cu被还原,铜的质量为0.1×64=6.4g
（2）阳极发生氧化反应,电极反应式：4OH- —4e-→2H2O+O2,因为生成1molO2要失4mol电子,所以0.20mol电子转移时 ,所以生成的O2的物质的量为0.05mol,V=0.05×22.4=1.12L
（3）由于溶液中OH-不断被电解,所以OH-浓度降低,而水电离的OH-和H+的物质的量是相等,所以在电解过程中H+ 浓度不断增加,pH值变小.
（4）如用铜片代替石墨做阳极,则铜片被氧化,阳极发生的反应：Cu —2e→Cu2+,由于这是OH-没有被消耗,所以溶液的pH值不变.