Question

4．按如图装置实验，A、B两烧杯分别盛放200g 10%NaOH和足量CuSO₄溶液．通电一段时间后，c极上有Cu析出；又测得A杯中溶液的质量减少4.5g（不考虑水的蒸发）．a、b、c为石墨电极，d为铜电极．
（1）标准状况下，b极产生气体的体积为2.8L．
（2）c极上析出固体的质量为16g．

Answer 1

分析 c极上有Cu析出，说明c为电解池的阴极，d为阳极，则P为负极，Q为正极，A为电解NaOH溶液，实质上为电极水，B为电解硫酸铜溶液，在阴极析出铜，电极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu，阳极生成氧气，发生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，结合电极方程式计算．

解答 解：（1）被电解的水的质量为4.5g，n（H₂O）=$\frac{4.5g}{18g/mol}$=0.25mol，A总反应式为2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，由此可知b电极生成氧气0.125mol，标准状况下体积=0.125mol×22.4L/mol=2.8L，故答案为：2.8；
（2）b电极为阳极，溶液中氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，得到氧气0.125mol，电子转移为0.125mol×4=0.5mol；C电极析出的是铜，由电极反应Cu²⁺+2e^-═Cu，计算得到生成铜物质的量为0.25mol，质量=0.25mol×64g/mol=16g，故答案为：16．

点评 本题为电化学知识的综合应用，做题时要注意根据电极反应现象判断出电解池的阴阳级，进而判断出电源的正负极，要注意电解池为串联电路，各电极上得失电子的数目相等．做题时要正确写出电极方程式．