Question

如圖所示的裝置中，甲、乙兩燒杯中分別盛放有足量的CuSO₄溶液和100g 10.00%的K₂SO₄溶液，a、b、c、d均為石墨電極．接通電源一段時(shí)間后，測(cè)得乙中K₂SO₄溶液濃度為10.47%，甲中a電極的質(zhì)量增加．下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A、甲、乙溶液的pH均減小
• B、電極b上生成氣體的體積約為2.8L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）
• C、電極d上發(fā)生的反應(yīng)為：2H₂O+2e^-?H₂↑+2OH^-
• D、欲使甲中的溶液恢復(fù)至原來(lái)的濃度，可加入24.5g的Cu（OH）₂

Answer 1

分析：接通電源一段時(shí)間后，測(cè)得乙中K₂SO₄溶液濃度為10.47%，實(shí)質(zhì)是電解水；甲池中電解硫酸銅溶液，甲中a電極的質(zhì)量增加說(shuō)明電解池中做陰極，電極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-═Cu，b做陽(yáng)極電極反應(yīng)為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，c做陰極，電極反應(yīng)為，2H⁺+2e^-═H₂↑，d做陽(yáng)極電極反應(yīng)為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑．

解答：解：A、甲溶液為硫酸銅溶液電極過(guò)程生成硫酸，溶液成酸性，pH減小，乙池電解硫酸鉀溶液，實(shí)質(zhì)電解水，溶液濃度增大，溶液pH不變，故A錯(cuò)誤；
B、100g 10.00%的K₂SO₄溶液通電電解乙中K₂SO₄溶液濃度為10.47%，依據(jù)溶質(zhì)不變計(jì)算電解水的質(zhì)量為x，則100×10%=（100-x）×10.47%，得到x=4.49g，電解水物質(zhì)的量=

4.49g

18g/mol

=0.25mol，生成氫氣為0.25mol，轉(zhuǎn)移電子為0.5mol，電極b上的電極反應(yīng)為，4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，生成氣體物質(zhì)的量0.125mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況的體積約=0.125mol×22.4L/mol=2.8L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），故B正確；
C、d做陽(yáng)極電極反應(yīng)為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故C錯(cuò)誤；
D、甲電解硫酸銅溶液，依據(jù)C分析電解過(guò)程中電子轉(zhuǎn)移0.5mol，生成硫酸物質(zhì)的量0.25mol，加入物質(zhì)和硫酸反應(yīng)生成0.25mol硫酸銅和0.25mol水，為欲使甲中的溶液恢復(fù)至原來(lái)的濃度，若加入24.5g的Cu（OH）₂ 物質(zhì)的量=

24.5g

98g/mol

=0.25mol，Cu（OH）₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O，反應(yīng)過(guò)程中生成的水多出一部分，故D錯(cuò)誤；
故選：B．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解池原理的分析應(yīng)用，主要是電極反應(yīng)和書(shū)寫(xiě)的方法，電子守恒的計(jì)算應(yīng)用，溶液恢復(fù)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．