Question

如圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO₄溶液和100g 10.00%的K₂SO₄溶液，電極均為石墨電極．
（1）接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得丙中K₂SO₄溶液質(zhì)量減少2.7g，乙中c電極質(zhì)量增加．據(jù)此回答問題：
①電源的M端為

 

極；
②電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為

 

；
③電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

 

．
④電極c的質(zhì)量變化是

 

g；
（2）如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續(xù)進行，為什么？

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）①該裝置是電解池，接通電源，經(jīng)過一段時間后，乙中c電極質(zhì)量增加，說明C電極是電解池陰極，則d電極是陽極，連接電解池陽極的原電池電極是正極；
②電解氫氧化鈉溶液時，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣；
③測得丙中K₂SO₄溶液質(zhì)量減少2.7g，來確定整個電路轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量，然后列出關(guān)系式求解；
④電極c是電解質(zhì)溶液中銅離子放電Cu²⁺+2e=Cu，來求質(zhì)量；
（2）銅全部析出，溶液變成稀硫酸．

解答： 解：（1）①該裝置是電解池，接通電源，經(jīng)過一段時間后，乙中c電極質(zhì)量增加，說明C電極是電解池陰極，則d電極是陽極，連接電解池陽極的原電池電極是正極，所以N是原電池正極，M端為原電池的負極，故答案為：負；
②電解氫氧化鈉溶液時，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
③電解K₂SO₄溶液時，陰極上析出氫氣，陽極上析出氧氣，實際上電解的是水，總反應(yīng)式為：2H₂O

電解  .

2H₂+O₂↑，也就是轉(zhuǎn)移4mol的電子消耗2mol的水，質(zhì)量減少2.7g，即物質(zhì)的量為0.15，整個電路轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.3mol，b上的電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，所以轉(zhuǎn)移0.3mol電子生成氣體的體積為：

0.3×22.4

4

=1.68L，故答案為：1.68L；
④電極c是電解質(zhì)溶液中銅離子放電Cu²⁺+2e=Cu，質(zhì)量為

64×0.3

2

=9.6g，故答案為：9.6；
（2）銅全部析出，溶液變成稀硫酸，此時電解稀硫酸溶液，故答案為：可以，因為CuSO₄溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠₂SO₄溶液，反應(yīng)也就變?yōu)樗�的電解反�?yīng)．

點評：本題為電化學(xué)知識的綜合應(yīng)用，做題時要注意根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷出電解池的陰陽級，進而判斷出電源的正負極，要注意三個電解池為串聯(lián)電路，各電極上得失電子的數(shù)目相等．做題時要正確寫出電極方程式，準(zhǔn)確判斷兩極上離子的放電順序．