Question

【題目】下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放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，經過一段時間后，測得丙中K2SO4濃度為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列式計算電極b上生成的氣體在標準狀況下的體積：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

④電極c的質量變化是＿＿＿＿＿＿＿＿＿g；

⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發生變化，簡述其原因：

甲溶液＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

乙溶液＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

丙溶液＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

（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正極 ②4OH－-4e－=2H2O + O2↑。

③水減少的質量：

生成O2體積：

④16g

⑤堿性增大，因為電解后，水量減少溶液中NaOH濃度增大

酸性增大，因為陽極上OH-生成O2，溶液中H+離子濃度增大

酸堿性大小沒有變化，因為K2SO4是強酸強堿鹽，濃度增加不影響溶液的酸堿性

(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】（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。丙中為K2SO4，相當于電解水，設電解的水的質量為xg。由電解前后溶質質量相等有，100×10%=（100-x）×10.47%，得x=4.5g，故為0.25mol。由方程式2H2+O2 2H2O可知，生成2molH2O，轉移4mol電子，所以整個反應中轉化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電子數是相等的。②甲中為NaOH，相當于電解H2O，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0.5/4=0.125mol，標況下的體積為0.125×22.4=2.8L。④Cu2＋+2e－=Cu，轉移0.5mol電子，則生成的m(Cu)=0.5/2 ×64 =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，有電解液即可電解。