Question

A、B、C三種強電解質(zhì)，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	SO42-、OH-

圖1所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放足量的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(jīng)過一段時間后，測得乙中c電極質(zhì)量增加了16g．常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關(guān)系圖如圖2．據(jù)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(fā)生的電極反應(yīng)為

4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑

；
（2）寫出乙燒杯的電解反應(yīng)方程式

2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄

；
（3）計算電極e上生成的氣體在標準狀態(tài)下的體積

5.6L

；
（4）要使丙恢復(fù)到原來的狀態(tài)，需要加入一種

水

物質(zhì)

4.5

克．

Answer 1

分析：接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得乙中c電極質(zhì)量增加了16g，則乙應(yīng)為CuSO₄溶液，c為陰極，d為陽極，則a為陰極，b為陽極，e為陰極，f為陽極，M為負極，N為正極，常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關(guān)系圖如圖2，甲的pH不斷增大，應(yīng)為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液，丙的pH不變，應(yīng)為硫酸鈉或硫酸鉀溶液，以此解答該題．

解答：解：接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得乙中c電極質(zhì)量增加了16g，則乙應(yīng)為CuSO₄溶液，c為陰極，d為陽極，則a為陰極，b為陽極，e為陰極，f為陽極，M為負極，N為正極，常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關(guān)系圖如圖2，甲的pH不斷增大，應(yīng)為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液，丙的pH不變，應(yīng)為硫酸鈉或硫酸鉀溶液，
（1）由以上分析可知M為負極，甲為電解氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液，b為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
故答案為：負；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（2）乙應(yīng)為CuSO₄溶液，電解時，陰極析出銅，陽極生成氧氣，電解方程式為2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
故答案為：2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
（3）n（Cu）=

16g

64g/mol

=0.25mol，轉(zhuǎn)移電子0.5mol，則電極e發(fā)生：2H⁺+2e^-=H₂↑，則生成n（H₂）=0.25mol，v（H₂）=0.25mol×22.4L/mol=5.6L，
故答案為：5.6L；
（4）丙為硫酸鈉或硫酸鉀溶液，實質(zhì)上為電解水，轉(zhuǎn)移電子0.5mol時，2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑，消耗水的物質(zhì)的量為0.25mol，質(zhì)量為0.25mol×18g/mol=4.5g，
故答案為：水；4.5．

點評：本題考查電解原理，解答該題的關(guān)鍵是c極的質(zhì)量變化以及電解后溶液pH的變化，注意把握離子放電順序，把握電解規(guī)律即可解答該題，題目難度中等．