Question

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．

（1）接通電源，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，測(cè)得丙中K₂SO₄濃度為10.37%，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．
②電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為

4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑

．
③電解前后乙溶液 pH

減小

（填“增大”、“減小”或“不變”），丙溶液 pH=

不變

．
④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)量增加了

12.8

g．
（2）寫出乙溶液中的電解反應(yīng)的離子方程式：

2Cu²⁺+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺

．

Answer 1

分析：（1）①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．
②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．
③電解硫酸銅溶液時(shí)，陰極上析出銅，陽(yáng)極上析出氧氣，根據(jù)溶液中氫氧根離子濃度的變化判斷pH值的變化；電解丙溶液時(shí)，根據(jù)陰陽(yáng)極上析出的物質(zhì)確定溶液中氫離子濃度是否變化來(lái)判斷溶液的pH值是否變化．
④根據(jù)丙溶液中水減少的質(zhì)量結(jié)合轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等計(jì)算電極b上生成的氣體體積和電極c的質(zhì)量增加．
（2）電解硫酸銅溶液時(shí)陰極上析出銅，陽(yáng)極上析出氧氣．

解答：解：（1）①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，所以N是原電池正極．
故答案為：正極．
②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：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．
③電解硫酸銅溶液時(shí)，陰極上析出銅，陽(yáng)極上析出氧氣，導(dǎo)致溶液中氫離子濃度大于氫氧根離子濃度，溶液呈酸性，所以溶液的pH值變��；電解硫酸鈉溶液時(shí)，陰極上析出氫氣，陽(yáng)極上析出氧氣，實(shí)際上電解的是水，硫酸鈉溶液的濃度增大，但溶液的pH值不變．
故答案為：減��；不變．
④l00g 10.00%的K₂SO₄溶液電解一段時(shí)間后K₂SO₄濃度變?yōu)?span id="rf7bgmk" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

l00g ×10.00%

10.37%

，電解硫酸鉀溶液實(shí)際上是電解的水，所以電解水的質(zhì)量為100-

l00g ×10.00%

10.37%

=3.6g，減少3.6g水轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=

3.6g

18g/mol

×2=0.4mol；當(dāng)轉(zhuǎn)移0.4mol電子時(shí)，b上生成的氣體體積=

0.4mol

4

×22.4L/mol=2.24L；電極c增加的質(zhì)量=

0.4mol

2

×64g/mol=12.8g．
故答案為：2.24L；12.8g．
（2）電解硫酸銅溶液時(shí)陰極上析出銅，陽(yáng)極上析出氧氣，2Cu²⁺+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺
故答案為：2Cu²⁺+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池原理以及物質(zhì)的量的有關(guān)計(jì)算，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等來(lái)分析解答即可，難度不大．