Question

【題目】下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。

(1)接通電源，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，測(cè)得丙中K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問(wèn)題：

①電源的N端為____________極；

②電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為____________________；

③列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：________________；

④電極c的質(zhì)量變化是__________g；

⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡(jiǎn)述其原因：

甲溶液__________________；乙溶液___________________；丙溶液______________；

(2)如果電解過(guò)程中銅全部析出，此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么？ _____________________。

Answer 1

【答案】正4OH－－4e－===2H2O＋O2↑2.8L16甲溶液堿性增大，因?yàn)殡娊夂螅�水量減少，溶液中NaOH濃度增大乙溶液酸性增大，因?yàn)殛?yáng)極上OH－生成O2，溶液中H＋離子濃度增加丙溶液酸堿性大小沒(méi)有變化，因?yàn)镵2SO4是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，濃度增加不影響溶液的酸堿性能繼續(xù)進(jìn)行，因?yàn)镃uSO4溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠2SO4溶液，反應(yīng)也就變?yōu)樗�的電解反�?yīng)。

【解析】試題分析：本題考查電解原理的應(yīng)用，題目難度中等。結(jié)合電解原理準(zhǔn)確判斷電解池的兩極，寫出電極反應(yīng)式進(jìn)行分析。

（1）①根據(jù)題意知乙中c電極質(zhì)量增加，說(shuō)明Cu沉積在c電極上，電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu，發(fā)生還原反應(yīng)，為電解池的陰極，則電源的M端是負(fù)極，N端為正極；②甲中為電解NaOH溶液，相當(dāng)于電解H2O，陽(yáng)極b處為陰離子OH-放電，電極反應(yīng)為4OH--4e-=2H2O+O2↑；③丙中為電解K2SO4溶液，相當(dāng)于電解水，設(shè)電解的水的質(zhì)量為x．由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等有，100×10%=（100-x）×10.47%，得x=4.5g，物質(zhì)的量為0.25mol，由方程式2H2O2H2↑+O2↑可知生成O2為0.125mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.5mol，生成氧氣在標(biāo)況下的體積為0.125mol×22.4L/mol=2.8L；④整個(gè)電路是串聯(lián)的，所以每個(gè)燒杯中的電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)是相等的，根據(jù)電極反應(yīng)：Cu2++2e-=Cu知轉(zhuǎn)移0.5mol電子生成的n（Cu）=0.25mol，質(zhì)量為16g；⑤甲中相當(dāng)于電解水，故NaOH的濃度增大，pH變大；乙中陰極為Cu2+放電，陽(yáng)極為OH-放電，電解方程式為：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，所以H+增多，故pH減小；丙中為電解水，對(duì)于K2SO4而言，其pH幾乎不變。

（2）當(dāng)銅全部析出時(shí)，溶液為稀硫酸，可以繼續(xù)電解。