2011年高二化学同步测试：1.2.2电解精炼铜电镀（鲁科版选修4）
文档属性
| 名称 | 2011年高二化学同步测试：1.2.2电解精炼铜电镀（鲁科版选修4） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 104.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2011-11-21 22:49:24 | ||
图片预览
文档简介
第1章 第2节 第2课时
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)
1．下列描述中，不符合生产实际的是( )
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
解析： 电解熔融的氧化铝制取金属铝时，应用惰性材料作电极；铜的精炼：阳极(粗铜)：Cu―→Cu2＋＋2e－；阴极：Cu2＋＋2e－―→Cu；电解质溶液：CuSO4(含H2SO4)。电解饱和食盐水：阳极(钛网)：2Cl－―→Cl2↑＋2e－；阴极(碳钢网)：2H＋＋2e－―→H2↑，总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；镀锌：阳极(锌)：Zn―→Zn2＋＋2e－；阴极(镀件)：Zn2＋＋2e－―→Zn，电镀液：ZnCl2溶液。
答案： A
2．电解CuSO4溶液时，若要达到以下三个要求：①阳极质量减少；②阴极质量增加；③电解溶液中[Cu2＋]不变，则可选用的电极是( )
A．纯铜作阳极，含Zn、Ag的Cu合金作阴极
B．含Zn、Ag的Cu合金作阳极，纯铜作阴极
C．用纯铁作阳极，纯铜作阴极
D．用石墨作阳极，用惰性电极(Pt)作阴极
解析： A项中阳极：Cu―→Cu2＋＋2e－，阴极：Cu2＋＋2e－―→Cu，电解过程中[Cu2＋]不变，符合题意；B项中当合金中的Zn失电子时，电解质溶液中[Cu2＋]减小；C项中阳极：Fe―→Fe2＋＋2e－，阴极：Cu2＋＋2e－―→Cu，[Cu2＋]减小；D项中阳极：4OH－―→O2↑＋2H2O＋4e－，阴极：2Cu2＋＋4e－―→2Cu，[Cu2＋]减小。
答案： A
3．用阳极a和阴极b电解C的水溶液一段时间，然后加入D，能使溶液恢复到电解前状态的正确组合是( )
a b C D
A Pt Pt NaOH NaOH
B C C NaCl NaOH
C Cu Cu CuSO4 Cu(OH)2
D Pt Pt H2SO4 H2O
解析： A、D为电解水型，B为放H2生碱型应通入氯化氢，C项阳极a：Cu―→Cu2＋＋2e－，阴极b：Cu2＋＋2e－―→Cu，电解质溶液无变化。
答案： D
4．(2011·盘锦高二质检)按如图A所示装置进行实验，若图B的x轴表示流入电极的电子的量，则y轴不可能表示的情况是( )
①[Ag＋] ②pH ③Ag棒的质量 ④Fe棒的质量
⑤[NO3－]
A．①③ B．只有⑤
C．①② D．③④
解析： 由图B可知，y轴代表的物理量不随电量变化而变化，A中阳极反应为：Ag―→Ag＋＋e－；阴极反应为：Ag＋＋e－―→Ag，因此，溶液中[Ag＋]不变，[NO3－]不变，AgNO3溶液的pH也不变，但是Ag棒质量会减少，Fe棒质量会增加。
答案： D
5．如图所示，a为铜棒，b为碳棒，电解质溶液为CuCl2溶液，有关此电解池的说法正确的是( )
A．X、Y分别为电源的负极和正极
B．a、b两极分别发生还原反应和氧化反应
C．a极电极反应为2Cl－―→Cl2↑＋2e－
D．b极电极反应为Cu2＋＋2e－―→Cu
解析： a极是电子流出的一极，发生氧化反应，是阳极，X是正极，b是阴极，发生还原反应，Y极为负极，A、B错误；a极是铜，为活性电极，故阳极失电子：Cu―→Cu2＋＋2e－，C错误；b极为阴极，溶液中Cu2＋先于H＋得电子：Cu2＋＋2e－―→Cu。
答案： D
6．如下图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无味气体放出，符合这一情况的是( )
a极板 b极板 x电极 z溶液
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 正极 AgNO3
D 铜 石墨 负极 CuCl2
解析： 由a极板质量增加知a极为阴极，x为负极，故C项错误；B项中a极反应为：2H＋＋2e－―→H2↑，不符合题意；D项中，b极发生反应：2Cl－―→Cl2↑＋2e－，不符合题意。
答案： A
7．(2011·萧山高二质检)以硫酸铜溶液做电解液，对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。下列叙述正确的是( )
①粗铜与直流电源负极相连 ②阴极发生的反应为Cu2＋＋2e－―→Cu ③电路中每通过3.01×1023个电子，得到的纯铜质量为16 g ④杂质Ag以Ag2SO4的形式沉入电解池底部形成阳极泥
A．①③ B．②④
C．③④ D．②③
解析： 电解精炼铜时，粗铜与电源的正极相连做阳极，纯铜与电源负极相连做阴极。Zn、Fe等比Cu活泼的杂质金属放电生成离子进入溶液，Ag等比Cu不活泼的金属以单质的形式沉入电解池底部形成阳极泥。阴极反应为：Cu2＋＋2e－―→Cu，当电路中通过3.01×1023个电子时，阴极得到纯铜的质量为16 g。
答案： D
8．按如图所示的装置进行实验：A极是铜锌合金，B极是纯铜，电解质溶液中含有足量的铜离子，通电一段时间后，若A极恰好全部溶解，此时B极质量增加7.68 g，溶液质量增加0.03 g，则A合金中Cu、Zn的物质的量之比为( )
A．4∶1 B．3∶1
C．1∶1 D．2∶1
解析： B电极处发生的反应为Cu2＋＋2e－―→Cu，增重7.68 g，即生成铜0.12 mol，转移的电子为0.24 mol，由电子守恒知A极共转移电子0.24 mol。由于锌比铜活泼，锌先失电子即Zn―→Zn2＋＋2e－，而后Cu―→Cu2＋＋2e－，铜失电子不会引起溶液质量的变化，锌失电子引起溶液质量的增加，锌的相对原子质量为65，铜的相对原子质量为64，所以，溶液每增加1 g，参加反应的锌为1 mol，现在溶液质量增加0.03 g，则参加反应的锌为0.03 mol，转移的电子为0.06 mol，那么铜转移的电子为0.24 mol－0.06 mol＝0.18 mol，参加反应的铜为0.09 mol，所以合金中铜、锌的物质的量之比为3∶1。
答案： B
9．(2011·连云港高二质检)用惰性电极电解某硝酸盐R(NO3)n的水溶液，当阳极上产生V L气体(标准状况)时，阴极上析出金属R的质量为W g，则R的相对原子质量为( )
A. B.
C. D.
解析： 设R的相对原子质量为M。
阳极：4OH－―→2H2O＋O2↑＋4e－
1 4
阴极：Rn＋＋ne－―→ R
据电子守恒得：
＝，M＝。
答案： B
10．用铂电极电解CuSO4和KNO3的混合溶液500 mL，经过一段时间后，两极均得到标准状况下11.2 L的气体，则原混合溶液中CuSO4的物质的量浓度为( )
A．0.5 mol·L－1 B．0.8 mol·L－1
C．1.0 mol·L－1 D．1.5 mol·L－1
解析： 阳极电极反应：4OH－―→2H2O＋O2↑＋4e－，失去电子的物质的量n(O2)×4＝×4＝2 mol；
阴极电极反应：首先发生的是Cu2＋＋2e－―→Cu，其次发生的是2H＋＋2e－―→H2↑，
阴极还原反应得到电子的总量n(Cu2＋)×2＋n(H2)×2＝n(Cu2＋)×2＋×2，
两电极物质得与失电子数相等，即2 mol＝n(Cu2＋)×2＋×2。
解得n(Cu2＋)＝0.5 mol，n(CuSO4)＝n(Cu2＋)＝0.5 mol，
所以其物质的量浓度为[CuSO4]＝＝1.0 mol·L－1。
答案： C
二、非选择题(本题包括4小题，共50分)
11．(11分)根据如图所示装置回答：
(1)当X为Pt，Y为Fe，Z为AgNO3时，阳极反应式为_____________ _______ ___________________________________________________，
阴极反应式为________________________，电解反应式为________________________。
(2)X为Cu，Y为Fe，Z为CuSO4时，阳极反应式为____________________，阴极反应式为__________________，该装置为__________。
答案： (1)4OH－―→2H2O＋O2↑＋4e－
4Ag＋＋4e－―→4Ag
4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3
(2)Cu―→Cu2＋＋2e－ Cu2＋＋2e－―→Cu 电镀池
12．(12分)(2011·宁德高二质检稍改动)铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微米的较厚的氧化铝膜。某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理。他们的实验步骤如下：
a．铝片的预处理，取出一定大小的铝片，依次用苯、酒精擦洗铝片的表面
b．用水冲洗经有机物擦洗的铝片，浸入60 ℃～70 ℃的2 mol/L的NaOH溶液中，以除去原有的氧化膜，约1 min后，取出用水冲洗干净，再用钼酸铵溶液处理以抑制电解生成的氧化铝被硫酸溶解。
c．阳极氧化。以铅为阴极，铝片为阳极，以硫酸溶液为电解液，按照如图连接电解装置，电解40 min后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理20 min～30 min，即可得到更加致密的氧化膜。
试回答下列问题：
(1)氢氧化钠溶液处理铝片时反应的离子方程式是_______________________________ ____________________________________________________________________________。
(2)阳极的电极反应式为： __________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)下列有关说法正确的是________(填序号)。
A．电解时电子从电源负极→导线→铅极，铝极→导线→电源正极
B．在电解过程中，H＋向阳极移动，SO42－向阴极移动
C．电解过程中溶液的H＋浓度基本不变
D．电解时，铝片为阳极，被氧化
答案： (1)Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－
(2)2Al＋3H2O―→Al2O3＋6H＋＋6e－
(3)A、D
13．(13分)如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答：
(1)电源中X极是________(填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前[CuSO4]＝________。
解析： (1)铜极增重，说明银在铜极析出，则铜极为阴极，X为负极。
(2)C中铜极增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，线路中通过0.02 mol电子。由4e－～O2，可知B中产生的O2只有0.005 mol，即112 mL。但B中共收集到224 mL气体，说明还有112 mL是H2，即Cu2＋全部在阴极放电后，H＋接着放电产生了112 mL H2，则通过0.01 mol电子时，Cu2＋已被电解完。由2e－～Cu2＋，可知[Cu2＋]＝0.005 mol，则
[CuSO4]＝0.005 mol÷0.2 L＝0.025 mol/L。
答案： (1)负 (2)0.025 mol/L
14．(14分)如图所示，A为电源，B为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D为电解槽，其电极材料及电解质溶液如图所示。
(1)关闭K1，打开K2，通电后，B的KMnO4紫红色液滴向c端移动，则电源b端为________极，通电一段时间后，观察到滤纸d端的电极反应式是___________________________ _____________________________________________；
(2)已知C装置中溶液的溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3，且均为0.1 mol，打开K1，关闭K2，通电一段时间后，阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如图所示。
则Cu2＋、X3＋、H＋氧化能力由大到小的顺序是____________；
(3)D装置中溶液是H2SO4溶液，则电极C端从开始至一段时间后的实验现象是：__________________________________________________________。
解析： (1)当打开K2，关闭K1时，B形成了一个电解池，由于紫红色的MnO4－向c端移动，从而可以确定c为电解池的阳极，a为电源的正极，b为电源的负极。因此电解池中H＋和K＋向阴极d移动，由于H＋放电能力强。故d端的电极反应式为：2H＋＋2e－―→H2↑。
(2)由通过电子的物质的量与阴极析出固体质量图示可以看出，当通过超过0.2 mol电子时，阴极析出固体质量不再发生变化，说明此过程中放电的为H＋，而通过0.2 mol电子时，溶液中某金属阳离子完全放电。再结合Cu2＋和X3＋的电荷数，可以确定通过0～0.2 mol电子时，放电的为Cu2＋，故Cu2＋、H＋、X3＋的氧化能力为Cu2＋>H＋>X3＋。
答案： (1)负 2H＋＋2e－―→H2↑
(2)Cu2＋>H＋>X3＋
(3)在C端开始时有无色无味气体产生；一段时间后有红色物质析出
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)
1．下列描述中，不符合生产实际的是( )
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
解析： 电解熔融的氧化铝制取金属铝时，应用惰性材料作电极；铜的精炼：阳极(粗铜)：Cu―→Cu2＋＋2e－；阴极：Cu2＋＋2e－―→Cu；电解质溶液：CuSO4(含H2SO4)。电解饱和食盐水：阳极(钛网)：2Cl－―→Cl2↑＋2e－；阴极(碳钢网)：2H＋＋2e－―→H2↑，总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；镀锌：阳极(锌)：Zn―→Zn2＋＋2e－；阴极(镀件)：Zn2＋＋2e－―→Zn，电镀液：ZnCl2溶液。
答案： A
2．电解CuSO4溶液时，若要达到以下三个要求：①阳极质量减少；②阴极质量增加；③电解溶液中[Cu2＋]不变，则可选用的电极是( )
A．纯铜作阳极，含Zn、Ag的Cu合金作阴极
B．含Zn、Ag的Cu合金作阳极，纯铜作阴极
C．用纯铁作阳极，纯铜作阴极
D．用石墨作阳极，用惰性电极(Pt)作阴极
解析： A项中阳极：Cu―→Cu2＋＋2e－，阴极：Cu2＋＋2e－―→Cu，电解过程中[Cu2＋]不变，符合题意；B项中当合金中的Zn失电子时，电解质溶液中[Cu2＋]减小；C项中阳极：Fe―→Fe2＋＋2e－，阴极：Cu2＋＋2e－―→Cu，[Cu2＋]减小；D项中阳极：4OH－―→O2↑＋2H2O＋4e－，阴极：2Cu2＋＋4e－―→2Cu，[Cu2＋]减小。
答案： A
3．用阳极a和阴极b电解C的水溶液一段时间，然后加入D，能使溶液恢复到电解前状态的正确组合是( )
a b C D
A Pt Pt NaOH NaOH
B C C NaCl NaOH
C Cu Cu CuSO4 Cu(OH)2
D Pt Pt H2SO4 H2O
解析： A、D为电解水型，B为放H2生碱型应通入氯化氢，C项阳极a：Cu―→Cu2＋＋2e－，阴极b：Cu2＋＋2e－―→Cu，电解质溶液无变化。
答案： D
4．(2011·盘锦高二质检)按如图A所示装置进行实验，若图B的x轴表示流入电极的电子的量，则y轴不可能表示的情况是( )
①[Ag＋] ②pH ③Ag棒的质量 ④Fe棒的质量
⑤[NO3－]
A．①③ B．只有⑤
C．①② D．③④
解析： 由图B可知，y轴代表的物理量不随电量变化而变化，A中阳极反应为：Ag―→Ag＋＋e－；阴极反应为：Ag＋＋e－―→Ag，因此，溶液中[Ag＋]不变，[NO3－]不变，AgNO3溶液的pH也不变，但是Ag棒质量会减少，Fe棒质量会增加。
答案： D
5．如图所示，a为铜棒，b为碳棒，电解质溶液为CuCl2溶液，有关此电解池的说法正确的是( )
A．X、Y分别为电源的负极和正极
B．a、b两极分别发生还原反应和氧化反应
C．a极电极反应为2Cl－―→Cl2↑＋2e－
D．b极电极反应为Cu2＋＋2e－―→Cu
解析： a极是电子流出的一极，发生氧化反应，是阳极，X是正极，b是阴极，发生还原反应，Y极为负极，A、B错误；a极是铜，为活性电极，故阳极失电子：Cu―→Cu2＋＋2e－，C错误；b极为阴极，溶液中Cu2＋先于H＋得电子：Cu2＋＋2e－―→Cu。
答案： D
6．如下图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无味气体放出，符合这一情况的是( )
a极板 b极板 x电极 z溶液
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 正极 AgNO3
D 铜 石墨 负极 CuCl2
解析： 由a极板质量增加知a极为阴极，x为负极，故C项错误；B项中a极反应为：2H＋＋2e－―→H2↑，不符合题意；D项中，b极发生反应：2Cl－―→Cl2↑＋2e－，不符合题意。
答案： A
7．(2011·萧山高二质检)以硫酸铜溶液做电解液，对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。下列叙述正确的是( )
①粗铜与直流电源负极相连 ②阴极发生的反应为Cu2＋＋2e－―→Cu ③电路中每通过3.01×1023个电子，得到的纯铜质量为16 g ④杂质Ag以Ag2SO4的形式沉入电解池底部形成阳极泥
A．①③ B．②④
C．③④ D．②③
解析： 电解精炼铜时，粗铜与电源的正极相连做阳极，纯铜与电源负极相连做阴极。Zn、Fe等比Cu活泼的杂质金属放电生成离子进入溶液，Ag等比Cu不活泼的金属以单质的形式沉入电解池底部形成阳极泥。阴极反应为：Cu2＋＋2e－―→Cu，当电路中通过3.01×1023个电子时，阴极得到纯铜的质量为16 g。
答案： D
8．按如图所示的装置进行实验：A极是铜锌合金，B极是纯铜，电解质溶液中含有足量的铜离子，通电一段时间后，若A极恰好全部溶解，此时B极质量增加7.68 g，溶液质量增加0.03 g，则A合金中Cu、Zn的物质的量之比为( )
A．4∶1 B．3∶1
C．1∶1 D．2∶1
解析： B电极处发生的反应为Cu2＋＋2e－―→Cu，增重7.68 g，即生成铜0.12 mol，转移的电子为0.24 mol，由电子守恒知A极共转移电子0.24 mol。由于锌比铜活泼，锌先失电子即Zn―→Zn2＋＋2e－，而后Cu―→Cu2＋＋2e－，铜失电子不会引起溶液质量的变化，锌失电子引起溶液质量的增加，锌的相对原子质量为65，铜的相对原子质量为64，所以，溶液每增加1 g，参加反应的锌为1 mol，现在溶液质量增加0.03 g，则参加反应的锌为0.03 mol，转移的电子为0.06 mol，那么铜转移的电子为0.24 mol－0.06 mol＝0.18 mol，参加反应的铜为0.09 mol，所以合金中铜、锌的物质的量之比为3∶1。
答案： B
9．(2011·连云港高二质检)用惰性电极电解某硝酸盐R(NO3)n的水溶液，当阳极上产生V L气体(标准状况)时，阴极上析出金属R的质量为W g，则R的相对原子质量为( )
A. B.
C. D.
解析： 设R的相对原子质量为M。
阳极：4OH－―→2H2O＋O2↑＋4e－
1 4
阴极：Rn＋＋ne－―→ R
据电子守恒得：
＝，M＝。
答案： B
10．用铂电极电解CuSO4和KNO3的混合溶液500 mL，经过一段时间后，两极均得到标准状况下11.2 L的气体，则原混合溶液中CuSO4的物质的量浓度为( )
A．0.5 mol·L－1 B．0.8 mol·L－1
C．1.0 mol·L－1 D．1.5 mol·L－1
解析： 阳极电极反应：4OH－―→2H2O＋O2↑＋4e－，失去电子的物质的量n(O2)×4＝×4＝2 mol；
阴极电极反应：首先发生的是Cu2＋＋2e－―→Cu，其次发生的是2H＋＋2e－―→H2↑，
阴极还原反应得到电子的总量n(Cu2＋)×2＋n(H2)×2＝n(Cu2＋)×2＋×2，
两电极物质得与失电子数相等，即2 mol＝n(Cu2＋)×2＋×2。
解得n(Cu2＋)＝0.5 mol，n(CuSO4)＝n(Cu2＋)＝0.5 mol，
所以其物质的量浓度为[CuSO4]＝＝1.0 mol·L－1。
答案： C
二、非选择题(本题包括4小题，共50分)
11．(11分)根据如图所示装置回答：
(1)当X为Pt，Y为Fe，Z为AgNO3时，阳极反应式为_____________ _______ ___________________________________________________，
阴极反应式为________________________，电解反应式为________________________。
(2)X为Cu，Y为Fe，Z为CuSO4时，阳极反应式为____________________，阴极反应式为__________________，该装置为__________。
答案： (1)4OH－―→2H2O＋O2↑＋4e－
4Ag＋＋4e－―→4Ag
4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3
(2)Cu―→Cu2＋＋2e－ Cu2＋＋2e－―→Cu 电镀池
12．(12分)(2011·宁德高二质检稍改动)铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微米的较厚的氧化铝膜。某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理。他们的实验步骤如下：
a．铝片的预处理，取出一定大小的铝片，依次用苯、酒精擦洗铝片的表面
b．用水冲洗经有机物擦洗的铝片，浸入60 ℃～70 ℃的2 mol/L的NaOH溶液中，以除去原有的氧化膜，约1 min后，取出用水冲洗干净，再用钼酸铵溶液处理以抑制电解生成的氧化铝被硫酸溶解。
c．阳极氧化。以铅为阴极，铝片为阳极，以硫酸溶液为电解液，按照如图连接电解装置，电解40 min后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理20 min～30 min，即可得到更加致密的氧化膜。
试回答下列问题：
(1)氢氧化钠溶液处理铝片时反应的离子方程式是_______________________________ ____________________________________________________________________________。
(2)阳极的电极反应式为： __________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)下列有关说法正确的是________(填序号)。
A．电解时电子从电源负极→导线→铅极，铝极→导线→电源正极
B．在电解过程中，H＋向阳极移动，SO42－向阴极移动
C．电解过程中溶液的H＋浓度基本不变
D．电解时，铝片为阳极，被氧化
答案： (1)Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－
(2)2Al＋3H2O―→Al2O3＋6H＋＋6e－
(3)A、D
13．(13分)如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答：
(1)电源中X极是________(填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前[CuSO4]＝________。
解析： (1)铜极增重，说明银在铜极析出，则铜极为阴极，X为负极。
(2)C中铜极增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，线路中通过0.02 mol电子。由4e－～O2，可知B中产生的O2只有0.005 mol，即112 mL。但B中共收集到224 mL气体，说明还有112 mL是H2，即Cu2＋全部在阴极放电后，H＋接着放电产生了112 mL H2，则通过0.01 mol电子时，Cu2＋已被电解完。由2e－～Cu2＋，可知[Cu2＋]＝0.005 mol，则
[CuSO4]＝0.005 mol÷0.2 L＝0.025 mol/L。
答案： (1)负 (2)0.025 mol/L
14．(14分)如图所示，A为电源，B为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D为电解槽，其电极材料及电解质溶液如图所示。
(1)关闭K1，打开K2，通电后，B的KMnO4紫红色液滴向c端移动，则电源b端为________极，通电一段时间后，观察到滤纸d端的电极反应式是___________________________ _____________________________________________；
(2)已知C装置中溶液的溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3，且均为0.1 mol，打开K1，关闭K2，通电一段时间后，阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如图所示。
则Cu2＋、X3＋、H＋氧化能力由大到小的顺序是____________；
(3)D装置中溶液是H2SO4溶液，则电极C端从开始至一段时间后的实验现象是：__________________________________________________________。
解析： (1)当打开K2，关闭K1时，B形成了一个电解池，由于紫红色的MnO4－向c端移动，从而可以确定c为电解池的阳极，a为电源的正极，b为电源的负极。因此电解池中H＋和K＋向阴极d移动，由于H＋放电能力强。故d端的电极反应式为：2H＋＋2e－―→H2↑。
(2)由通过电子的物质的量与阴极析出固体质量图示可以看出，当通过超过0.2 mol电子时，阴极析出固体质量不再发生变化，说明此过程中放电的为H＋，而通过0.2 mol电子时，溶液中某金属阳离子完全放电。再结合Cu2＋和X3＋的电荷数，可以确定通过0～0.2 mol电子时，放电的为Cu2＋，故Cu2＋、H＋、X3＋的氧化能力为Cu2＋>H＋>X3＋。
答案： (1)负 2H＋＋2e－―→H2↑
(2)Cu2＋>H＋>X3＋
(3)在C端开始时有无色无味气体产生；一段时间后有红色物质析出