Question

15．A、B、C三種強(qiáng)電解質(zhì)，它們在水中電離出的離子如表所示：

陽離子	Na+、K+、Cu2+
陰離子	SO${\;}_{4}^{2-}$、OH-

如圖1所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放250mL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(shí)間后，測得乙中c電極質(zhì)量增加了8g．常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時(shí)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(fù)極（填寫“正”或“負(fù)”）．
（2）計(jì)算電極e上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.8L．
（3）B溶液中的溶質(zhì)為CuSO₄．電解后，乙燒杯中溶液的pH=0． 若在B溶液中事先滴加紫色石蕊試液，d極（填寫“c”或“d”）先變紅．

Answer 1

分析 測得乙中c電極質(zhì)量增加了16g，由表可知乙中含有Cu²⁺，結(jié)合離子的共存可知，B為CuSO₄，丙中pH不變，則C為硫酸鈉或硫酸鉀，甲中pH增大，則A為KOH或NaOH；c電極析出Cu，由銅離子在陰極得電子生成Cu可知c為陰極，則d為陽極，M為負(fù)極，N為正極，b為陽極，a為陰極；
（1）c電極析出Cu，所以c為陰極，則M為負(fù)極；b為陽極，電極上是氫氧根離子失電子生成氧氣；
（2）根據(jù)生成的Cu的量求出轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量，再根據(jù)電子守恒求出e上生成的氣體的量；
（3）B為CuSO₄，已知n（Cu）=$\frac{8g}{64g/mol}$=0.125mol，根據(jù)電解方程式計(jì)算氫離子的物質(zhì)的量和濃度，再求出pH；紫色石蕊在酸性溶液中變紅色，結(jié)合溶液中離子放電分析．

解答 解：測得乙中c電極質(zhì)量增加了16g，由表可知乙中含有Cu²⁺，結(jié)合離子的共存可知，B為CuSO₄，丙中pH不變，則C為硫酸鈉或硫酸鉀，甲中pH增大，則A為KOH或NaOH；c電極析出Cu，由銅離子在陰極得電子生成Cu可知c為陰極，則d為陽極，M為負(fù)極，N為正極，b為陽極，a為陰極；
（1）c電極析出Cu，由銅離子在陰極得電子生成Cu可知c為陰極，則M為負(fù)極，N為正極；b與正極相連，則b為陽極，所以b電極上是氫氧根離子失電子生成氧氣，其電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
故答案為：負(fù)；
（2）e與電源負(fù)極相連為陰極，則e電極上是氫離子得電子生成氫氣，已知n（Cu）=$\frac{8g}{64g/mol}$=0.125mol，由Cu～2e^-～H₂↑可知生成標(biāo)況下氫氣的體積為0.125mol×22.4L/mol=2.8L；
故答案為：2.8L；
（3）由分析可知，B為CuSO₄，電解硫酸銅溶液時(shí)，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣、陰極上銅離子放電生成Cu，離子方程式為2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺，已知n（Cu）=$\frac{8g}{64g/mol}$=0.125mol，則生成n（H⁺）=0.2mol，所以c（H⁺）=$\frac{0.25mol}{0.25L}$=1mol/L，溶液的pH=0；電解時(shí)氫氧根離子在陽極放電，所以在陽極生成氫離子，所以陽極先變紅色，即d極變紅色；
故答案為：CuSO₄；0；d．

點(diǎn)評 本題考查了電解原理，明確發(fā)生的電極反應(yīng)、電解反應(yīng)及圖象的分析是解答本題的關(guān)鍵，注意利用乙推出各物質(zhì)及電源的正負(fù)極是解答的突破口，題目難度中等．