Question

A、B、C三種強電解質，它們在水中電離出的離子如下表所示：

陽離子	Na+、K+、Cu2+
陰離子	SO   2- 4 、OH-

如圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯分別盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，電極均為石墨電極．接通電源，經過一段時間后，測得乙中c電極質量增加了16g．常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關系如圖．據此回答下列問題：

（1）M為電源的

負

極（填寫“正”或“負”）；電極b上發生的電極反應式為

4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

．
（2）計算電極e上生成的氣體在標準狀況下的體積

5.6L

．
（3）寫出乙燒杯中發生電解的總反應化學方程式

2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄

．
（4）如果電解過程中B溶液中的金屬離子全部析出，此時電解能否繼續進行

能

（填寫“能”或“否”）原因為

電解硫酸溶液

．
（5）此時要使丙中溶液恢復到原來的狀態，操作是

加入4.5g水

．

Answer 1

分析：測得乙中c電極質量增加了16g，則乙中含有Cu²⁺，結合離子的共存可知，B為CuSO₄，丙中pH不變，則C為硫酸鈉或硫酸鉀，甲中pH增大，則A為KOH或NaOH，
（1）乙中c電極銅離子得電子，則c為陰極，即M為電源負極，則b為陽極，堿溶液中OH^-放電；
（2）e電極上氫離子放電生成氫氣，利用Cu～2e^-～H₂↑來計算；
（3）乙燒杯中為惰性電極電解硫酸銅溶液；
（4）B溶液中的金屬離子全部析出，電解質為硫酸，能電解；
（5）丙中電解質為硫酸鈉或硫酸鉀，實質為電解水．

解答：解：測得乙中c電極質量增加了16g，則乙中含有Cu²⁺，結合離子的共存可知，B為CuSO₄，丙中pH不變，則C為硫酸鈉或硫酸鉀，甲中pH增大，則A為KOH或NaOH，
（1）乙中c電極銅離子得電子，則c為陰極，即M為電源負極，則b為陽極，堿溶液中OH^-放電，電極反應為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，故答案為：負；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（2）e電極上氫離子放電生成氫氣，n（Cu）=

16g

64g/mol

=0.25mol，由Cu～2e^-～H₂↑可知生成標況下氫氣的體積為0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故答案為：5.6L；
（3）乙燒杯中為惰性電極電解硫酸銅溶液，總反應為2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
故答案為：2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
（4）B溶液中的金屬離子全部析出，電解質為硫酸，電解時溶液中的氫離子、氫氧根離子放電，能繼續電解，
故答案為：能；電解硫酸溶液；
（5）丙中電解質為硫酸鈉或硫酸鉀，實質為電解水，由電子守恒可知H₂O～2e^-～Cu，則要恢復原狀，加0.25mol×18g/mol=4.5g水，故答案為：加入4.5g水．

點評：本題考查電解原理，明確發生的電極反應、電解反應及圖象的分析是解答本題的關鍵，注意利用乙推出各物質及電源的正負極是解答的突破口，題目難度中等．