Question

【題目】(9分)如下圖裝置實驗，A、B兩燒杯分別盛放200 g10%NaOH和足量CuSO4溶液。通電一段時間后，c極上有Cu析出，又測得A杯中溶液的質量減少4.5 g(不考慮水的蒸發)。

請回答下列問題：

（1）電源P極為　　極；請分別寫出b極和c極上發生的電極反應 式： ；

（2）c極上析出固體銅的質量為 g

（3）若裝置中用鉛蓄電池作電源，已知鉛蓄電池放電時發生如下反應：

負極：Pb＋SO42 －＝PbSO4＋2e－

正極：PbO2＋4H＋＋SO42 －＋2e－=PbSO4＋2H2O

假設在a極制得氣體0.050 mol，這時電池內消耗的H2SO4的物質的量至少是　 　mol

Answer 1

【答案】⑴負 4OH－-4e－＝2H2O＋O2↑ Cu2＋＋2e－=Cu ⑵16 g ⑶0.10 mol

【解析】

試題⑴c極上有Cu析出，說明c為電解池的陰極，d為陽極，則P為負極，b為電解NaOH溶液的陽極發生反應為4OH－-4e－=2H2O＋O2↑，c為電解硫酸銅溶液的陰極，發生反應為Cu2＋＋2e－=Cu。

⑵燒杯A中發生的總反應式為2H2O2H2↑＋O2↑，A杯中溶液的質量減少4.5 g，應為電解時消耗水的質量，n(H2O)==0.25 mol，轉移電子為0.5 mol，c極上析出固體銅的物質的量為0.25 mol，其質量為0.25 mol×64 g/mol=16 g。

⑶a極制得氫氣的物質的量為0.050 mol，其轉移的電子為0.10 mol，根據鉛蓄電池總反應式為Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，則電池內消耗的H2SO4的物質的量至少是0.10 mol。