题目内容
【题目】A、B、C三种强电解质,它们在水中电离出的离子如下表所示:
阳离子 | Na+、K+、Cu2+ |
阴离子 | SO42-、OH- |
在下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液,电极均为石墨电极。接通电源,经过一段时间后,测得乙烧杯中c电极质量增加了16g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图。据此回答下列问题:
(1)M为电源的_______________极(填“正”或“负”),电极b上发生的电极反应为_____________。
(2)电极e上生成的气体在标准状态下的体积为________。
(3)写出乙烧杯中的电解池反应___________________。
(4)若电解过程中,乙烧杯中的B溶液中的金属离子全部析出,此时电解还能继续进行,原因是________________。
(5)若经过一段时间后,测得乙烧杯中c电极质量增加了16g,要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态,正确的操作是________________。
【答案】
(1)负;4OH--4e-=O2↑+2H2O;
(2)5.6L;
(3)2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4;
(4)能;B溶液中的金属离子全部析出,电解质为硫酸,反应变为电解水的反应;
(5)加入4.5g水。
【解析】
试题分析:测得乙中c电极质量增加了16g,则乙中含有Cu2+,结合离子的共存可知,B为CuSO4,丙中pH不变,则C为硫酸钠或硫酸钾,甲中pH增大,则A为KOH或NaOH。
(1)乙中c电极铜离子得电子,则c为阴极,即M为电源负极,则b为阳极,碱溶液中OH-放电,电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,故答案为:负;4OH--4e-=O2↑+2H2O;
(2)e电极上氢离子放电生成氢气,n(Cu)==0.25mol,由Cu~2e-~H2↑可知生成标况下氢气的体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L,故答案为:5.6L;
(3)乙烧杯中为惰性电极电解硫酸铜溶液,总反应为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,故答案为:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4;
(4)B溶液中的金属离子全部析出,电解质为硫酸,电解时溶液中的氢离子、氢氧根离子放电,能继续电解,故答案为:能;B溶液中的金属离子全部析出,电解质为硫酸,反应变为电解水的反应;
(5)丙中电解质为硫酸钠或硫酸钾,实质为电解水,由电子守恒可知H2O~2e-~Cu,则要恢复原状,加0.25mol×18g/mol=4.5g水,故答案为:加入4.5g水。