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】正4OH－－4e－===2H2O＋O2↑2.8L16甲溶液堿性增大，因為電解后，水量減少，溶液中NaOH濃度增大乙溶液酸性增大，因為陽極上OH－生成O2，溶液中H＋離子濃度增加丙溶液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：本題考查電解原理的應用，題目難度中等。結合電解原理準確判斷電解池的兩極，寫出電極反應式進行分析。

（1）①根據題意知乙中c電極質量增加，說明Cu沉積在c電極上，電極反應為Cu2++2e-=Cu，發生還原反應，為電解池的陰極，則電源的M端是負極，N端為正極；②甲中為電解NaOH溶液，相當于電解H2O，陽極b處為陰離子OH-放電，電極反應為4OH--4e-=2H2O+O2↑；③丙中為電解K2SO4溶液，相當于電解水，設電解的水的質量為x．由電解前后溶質質量相等有，100×10%=（100-x）×10.47%，得x=4.5g，物質的量為0.25mol，由方程式2H2O2H2↑+O2↑可知生成O2為0.125mol，轉移電子的物質的量為0.5mol，生成氧氣在標況下的體積為0.125mol×22.4L/mol=2.8L；④整個電路是串聯的，所以每個燒杯中的電極上轉移電子數是相等的，根據電極反應：Cu2++2e-=Cu知轉移0.5mol電子生成的n（Cu）=0.25mol，質量為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，電解方程式為：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，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）當銅全部析出時，溶液為稀硫酸，可以繼續電解。