Question

7．將由Na⁺、Ba²⁺、Cu²⁺、SO₄^2-、Cl^-組合形成的三種強電解質(zhì)溶液，分別裝入下圖裝置中的甲、乙、丙三個燒杯中進行電解，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．常溫下各燒杯中溶液pH與電解時間t的關系如右上圖（忽略因氣體溶解帶來的影響）．據(jù)此回答下列問題：
（1）寫出乙燒杯中發(fā)生反應的化學方程式2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+H₂SO₄；
（2）電極f上發(fā)生的電極反應為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（3）若經(jīng)過一段時間后，測得乙燒杯中c電極質(zhì)量增加了8g，要使丙燒杯中溶液恢復到原來的狀態(tài)，應進行的操作是向丙燒杯中加入水2.25g．

Answer 1

分析 乙中c電極質(zhì)量增加，說明c屬于陰極，所以d是陽極，則M是負極，N是正極，f是陽極，e是陽極，b是陽極，a是陰極，根據(jù)電解后溶液pH的變化可知甲中的電解質(zhì)是NaCl，乙中的電解質(zhì)是CuSO₄，丙中的電解質(zhì)是Na₂SO₄，根據(jù)電解池的工作原理結合電極反應式進行計算即可．

解答 解：乙中c電極質(zhì)量增加，說明c屬于陰極，所以d是陽極，則M是負極，N是正極，f是陽極，e是陽極，b是陽極，a是陰極，根據(jù)電解后溶液pH的變化可知甲中的電解質(zhì)是NaCl，乙中的電解質(zhì)是CuSO₄，丙中的電解質(zhì)是Na₂SO₄，
（1）乙燒杯為電解硫酸銅溶液，反應的總反應式為2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+H₂SO₄，
故答案為：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+H₂SO₄；       
（2）丙為電解硫酸鈉溶液，f為陽極，電極f上發(fā)生的電極反應為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（3）c電極質(zhì)量增加了8g，為Cu，n（Cu）=$\frac{8g}{64g/mol}$=0.125mol，轉(zhuǎn)移0.25mol電子，
丙中發(fā)生2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$O₂↑+2H₂↑，轉(zhuǎn)移0.25mol電子應消耗0.125mol水，質(zhì)量為0.125mol×18g/mol=2.25g，應加入2.25g水可恢復到原來的濃度，
故答案為：向丙燒杯中加入水2.25g．

點評 本題考查電解池的工作原理知識，注意電解中最關鍵的是準確判斷出電極上離子的放電順序，在判斷電解產(chǎn)物時，首先判斷陽極電極材料．如果是活性電極，則電極本身失去電子．如果是惰性電極，則溶液中的陰離子失去電子，而陰極是溶液中的陽離子得到電子，所以需要熟練記住常見離子的放電順序．