Question

如圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100g 5.00%的NaOH溶液、500mL 1.0mol/L CuSO₄溶液和500mL 1.0mol/L的K₂SO₄溶液，電極均為石墨電極．

（1）接通電源，經(jīng)過一段時間后，乙中c電極質(zhì)量增加12.8g．據(jù)此回答問題：
①電源的N端為

 

極；
②電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為

 

；
③電極f上生成的氣體在標準狀況下的體積：

 

；
④電解前后甲溶液PH變換

 

（填“升高”或“降低”）簡述其原因：

 

；
⑤電解后要使丙溶液恢復(fù)500mL 1.0mol/L應(yīng)當(dāng)向乙溶液加入

 

（化學(xué)式）質(zhì)量

 

g．
（2）若將乙燒杯改為粗銅的電解精煉．在粗電解過程中，粗銅板是乙中電極

 

（填圖中的字母）；在電極c上發(fā)生的電極反應(yīng)為

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）乙中C電極質(zhì)量增加，則c處發(fā)生的反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu，即C處為陰極，由此可推出b為陽極，a為陰極，M為負極，N為正極．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，陽極為OH^-放電，所以H⁺增多，故pH減�。�丙中為電解水，并結(jié)合電解原理及電子守恒計算解答；
（2）若將乙燒杯改為粗銅的電解精煉，粗銅作陽極，純銅作陰極，陰極上銅離子得電子．

解答： 解：（1）（①乙中C電極質(zhì)量增加，則c處發(fā)生的反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu，即C處為陰極，由此可推出b為陽極，a為陰極，M為負極，N為正極，
故答案為：正；
②甲中為NaOH，相當(dāng)于電解H₂O，陽極b處為陰離子OH^-放電，即4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
③c處發(fā)生的反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu，f發(fā)生反應(yīng)為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，由電子守恒可知：4e^?～2Cu～O₂↑，則氣體的體積為

12.8g

64g/mol

×

1

2

×22.4L/mol=2.24L，
故答案為：2.24L；
④甲中相當(dāng)于電解水，水減少，故NaOH的濃度增大，pH變大；
故答案為：升高；因為電解后，水量減少，溶液中NaOH濃度增大故PH升高；
⑤丙中為電解水，所以電解后要使丙溶液恢復(fù)500mL 1.0mol/L應(yīng)當(dāng)向乙溶液加入H₂0，由電子守恒：2H₂0～4e^?～2Cu，則n（H₂0）=n（Cu）=0.2mol，則水的質(zhì)量為3.6g；
故答案為：H₂0；3.6g；
（2）若將乙燒杯改為粗銅的電解精煉，粗銅作陽極，則d為粗銅，純銅作陰極，c為純銅，陰極上銅離子得電子，則c電極上的電極方程式為：Cu²⁺+2e^-═Cu；
故答案為：d；Cu²⁺+2e^-═Cu．

點評：本題為電化學(xué)知識的綜合應(yīng)用，做題時要注意根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷出電解池的陰陽級，進而判斷出電源的正負極，要注意三個電解池為串聯(lián)電路，各電極上得失電子的數(shù)目相等．做題時要正確寫出電極方程式，準確判斷兩極上離子的放電順序，題目難度中等．