Question

7．如圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO₄溶液和l00g 10.00%的K₂SO₄溶液．電極均為石墨電極．
接通電源，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，測(cè)得e電極上收集到氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為4.48L，乙中c電極質(zhì)量增加．據(jù)此回答問(wèn)題：
（1）電源的N端為正極，電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．
（2）電解前后甲溶液 pH變大；乙溶液 pH變小；丙溶液 pH不變．（填“變大”、“變小”或“不變”）
（3）電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積2.24L；電極c的質(zhì)量變化是12.8g．
（4）寫(xiě)出乙溶液中的電解反應(yīng)的化學(xué)方程式：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，需加入CuO（填物質(zhì)化學(xué)式）16g可使該電解質(zhì)溶液復(fù)原．

Answer 1

分析 該裝置是電解池，接通電源，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，乙中c電極質(zhì)量增加，說(shuō)明C電極是電解池陰極，則d電極是陽(yáng)極，連接電解池陽(yáng)極的原電池電極是正極，則N為正極，M為負(fù)極；
（1）根據(jù)以上分析判斷；電解氫氧化鈉溶液時(shí)，陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣；
（2）甲中電解氫氧化鈉溶液即是電解水；乙中電解硫酸銅溶液生成硫酸；丙中電解硫酸鉀溶液即是電解水；
（3）e電極上收集到氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為4.48L，e為陰極，其電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑，b為陽(yáng)極，其反應(yīng)為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，電極c為陰極，電極反應(yīng)為：2Cu²⁺+2e^-=Cu，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算；
（4）電解硫酸銅溶液生成硫酸和氧氣、Cu，根據(jù)溶液中減少的元素判斷所加物質(zhì)，結(jié)合電子守恒計(jì)算．

解答 解：該裝置是電解池，接通電源，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，乙中c電極質(zhì)量增加，說(shuō)明C電極是電解池陰極，則d電極是陽(yáng)極，連接電解池陽(yáng)極的原電池電極是正極，則N為正極，M為負(fù)極；
（1）根據(jù)以上分析N是原電池正極，電解氫氧化鈉溶液時(shí)，陽(yáng)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：正；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（2）甲中電解氫氧化鈉溶液即是電解水，水的量減少，溶液的體積減小，氫氧化鈉的濃度增大，則pH變大；乙中電解硫酸銅溶液生成硫酸，溶液酸性增強(qiáng)，則pH減�。槐�中電解硫酸鉀溶液即是電解水，溶液顯中性，pH不變；
故答案為：增大；減小；不變；
（3）e電極上收集到氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為4.48L，e為陰極，其電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑，生成4.48L氫氣，其的物質(zhì)的量為0.2mol，則轉(zhuǎn)移電子為0.4mol，b為陽(yáng)極，其反應(yīng)為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，由電子守恒可知，生成氧氣為0.1mol，其體積為2.24L；電極c為陰極，電極反應(yīng)為：2Cu²⁺+2e^-=Cu，由電子守恒可知，生成Cu為0.2mol，其質(zhì)量為12.8g；
故答案為：2.24L；12.8；
（4）電解硫酸銅溶液生成硫酸和氧氣、Cu，其電解方程式為：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；溶液中減少的元素為Cu和O元素，所以要是電解質(zhì)溶液復(fù)原需加CuO，轉(zhuǎn)移電子為0.4mol，則CuO為0.2mol，其質(zhì)量為16g；
故答案為：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；CuO；16．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解池原理的應(yīng)用，注意根據(jù)電解池電極上發(fā)生的現(xiàn)象來(lái)判斷陰陽(yáng)極和原電池的正負(fù)極，再結(jié)合電子守恒分析解答，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．