题目
8-25 电解CuSO4溶液,用铂作阴极,用铜作阳极,写出电解池两极所发-|||-生的电化学反应。(已知 (varphi )^theta ((Cu)^2+/Cu)=0.34V, (varphi )^theta ((H)^+/(H)_(2))=0.00V-|||-(varphi )^theta ((O)_(2)/(H)_(2)O)=1.229V, (varphi )^theta (({{{S)_(2)(O)_(8)}^2-/(S{O)_(4)}^2-)=2.00(V)_(0)

题目解答
答案

解析
本题考查电解池电极反应的书写,解题的关键在于根据电极材料和离子的氧化性、还原性强弱来判断两极发生的反应。
1. 分析阴极反应
在电解池中,阴极发生还原反应,即溶液中的阳离子得到电子。溶液中存在的阳离子有$Cu^{2 + }$和$H^{+}$。
根据标准电极电势$\varphi^{\theta}(Cu^{2 + }/Cu)=0.34V$,$\varphi^{\theta}(H^{ + }/H_{2}) = 0.00V$,电极电势越大,其氧化态的氧化性越强,越容易得到电子被还原。
因为$\varphi^{\theta}(Cu^{2 + }/Cu)>\varphi^{\theta}(H^{ + }/H_{2})$,所以$Cu^{2 + }$的氧化性强于$H^{+}$,$Cu^{2 + }$优先在阴极得到电子发生还原反应,电极反应式为:$Cu^{2 + } + 2e^{-}=Cu$。
2. 分析阳极反应
在电解池中,阳极发生氧化反应。阳极材料为铜,溶液中存在的阴离子有$SO\\)(这里推测你可能想说\(SO_{4}^{2 - }$)等。
当阳极是活性电极(除$Pt$、$Au$等惰性电极外的金属电极)时,阳极材料本身优先失去电子发生氧化反应。所以铜原子失去电子变成$Cu^{2 + }$,电极反应式为:$Cu = Cu^{2 + }+2e^{-}$。