Question

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_(kāi)__________極;

②電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)_____________________________;

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

（1）①正 ②4OH^--4e^-====O₂↑+2H₂O ③設(shè)丙中電解H₂O質(zhì)量為x

100 g×10.00%=(100 g-x)·10.47%

解得x=4.5 g,

由關(guān)系式2H₂O→O₂↑

得b上氣體體積為

V(O₂)=0.25 mol××22.4 L·mol^-1=2.8 L

④16

⑤見(jiàn)解析

(2)見(jiàn)解析

解析:本題考查電化學(xué)——電解池原理相關(guān)知識(shí)。圖中給出三個(gè)串聯(lián)的電解池，電解質(zhì)溶液互不相同，因而電解過(guò)程及結(jié)果都不同，但它們有一個(gè)聯(lián)系點(diǎn)，就是導(dǎo)線上通過(guò)的電子相等，即電子守恒。這是解該類計(jì)算題的基本依據(jù)。本題的突破口之一在于發(fā)現(xiàn)丙中K₂SO₄濃度前后變化情況——濃度由10.00%變?yōu)?0.47%，結(jié)合陰、陽(yáng)離子放電順序可知，丙中實(shí)質(zhì)是電解水。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算：100×10.00%=(100-x)×10.47%,可知x=4.5 g,即n(H₂O)=0.25 mol,據(jù)2H₂O2H₂+O₂可知0.25 mol水放電轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.5 mol，由此求得③④兩問(wèn)。另一突破口即是：乙中C電極質(zhì)量增加。說(shuō)明C為陰極，析出銅。由此推知各電極名稱及電源M、N的名稱。進(jìn)而判斷書(shū)寫(xiě)各電極反應(yīng)式及產(chǎn)物。相關(guān)計(jì)算：③問(wèn)：b極析出O₂：。④問(wèn)：C極析出銅質(zhì)量為:。⑤問(wèn)：甲為NaOH溶液，屬電解H₂O型，故c（NaOH）變大，pH增大；乙為CuSO₄溶液，屬“放氧生酸”型，故pH減�。槐�是K₂SO₄溶液，屬電解水型，原本是中性，故pH不變。

（2）若Cu全部析出，溶液為稀硫酸，電解仍然繼續(xù)進(jìn)行。