Question

【題目】下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。

（1）接通電源，經過一段時間后，測得丙中K2SO4質量分數為10.47%，乙中c電極質量增加。據此回答問題：

①電源的N端為_______________極；

②電極b上發生的電極反應為_______________；

③電極b上生成的氣體在標準狀況下的體積為_______________L；

④電極c的質量變化是__________g；

⑤電解前后各溶液的pH是否發生變化：

甲溶液______________；乙溶液_____________；

（2）如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續進行，為什么？

Answer 1

【答案】（1）①正 ②4OH－—4e－→2H2O ＋ O2↑③2.8 ④16 ⑤pH增大 pH減小

（2）能繼續進行，因為CuSO4溶液已轉變為H2SO4溶液，反應也就變為水的電解反應。

【解析】

試題分析：（1）①乙中c電極質量增加，則c處發生的反應為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。丙中電解液為K2SO4溶液，相當于電解水，設電解水的質量為x。由電解前后溶質質量相等有，100g×10%＝（100g－x）×10.47%，得x＝4.5g，故電解的水為0.25mol。由方程式2H2O2H2↑＋O2↑可知，電解2molH2O，轉移4mol電子，所以整個反應中轉移了0.5mol電子，而整個電路是串聯的，故每個燒杯中的電極上轉移的電子數是相等的。②甲中為NaOH溶液，相當于電解水，陽極b處為陰離子OH－放電，即4OH－—4e－==2H2O＋O2↑。③轉移0.5mol電子，則生成O2為0.125mol，標況下的體積為0.125mol×22.4L·mol－1＝2.8L。④Cu2＋＋2e－==Cu，轉移0.5mol電子，則生成的m（Cu）＝0.5/2mol×64g·mol－1＝16g。⑤甲中相當于電解水，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減小。丙中為電解水，對于K2SO4而言，其pH幾乎不變。（2）銅全部析出，可以繼續電解H2SO4溶液，有電解液即可電解。