Question

17．将含有CuSO₄、NaCl、KNO₃各1mol的溶液分别置于甲、乙、丙三个烧杯中进行电解（电极均为石墨且质量相等），如图1所示，接通电源一段时间后，b电极质量增加，常温下，三个烧杯中溶液的pH随通电时间的变化如图2．
（1）M是直流电源的正极（填“正极”或“负极”）；c电极的电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）0～t₁s内，e电极上生成的气体在标准状况下的体积为5.6L，t₁s时，电极b、c的质量差为32g；
（3）t₂s时，若将直流电源正、负极端对调，则电解至各电极质量均不再发生变化的过程中，a电极的电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑、Cu²⁺+2e^-=Cu．

Answer 1

分析 接通电源一段时间后，b电极质量增加，应析出金属，则b为阴极，a为阳极，可知M为正极、N为负极，c、e为阳极，d、f阴极，
（1）M为正极，c为阳极，发生氧化反应生成氯气；
（2）由图2可知t₁s时乙中1molCl^-完全放电，转移1mol电子，e电极上生成的气体为氧气，发生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，b电极发生Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）t₂s时，若将直流电源正、负极端对调，a首先析出氢气，然后析出铜．

解答 解：接通电源一段时间后，b电极质量增加，应析出金属，则b为阴极，a为阳极，可知M为正极、N为负极，c、e为阳极，d、f阴极，
（1）M为正极，c为阳极，发生氧化反应生成氯气，电极方程式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案为：正极；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）由图2可知t₁s时乙中1molCl^-完全放电，转移1mol电子，e电极上生成的气体为氧气，发生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，生成氧气的物质的量为0.25mol，体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L，b电极发生Cu²⁺+2e^-=Cu，生成0.5molCu，质量为0.5mol×64g/mol=32g，则电极b、c的质量差为32g，
故答案为：5.6；32；
（3）t₂s时，若将直流电源正、负极端对调，甲电解质溶液为硫酸，a为阴极，首先析出氢气，然后析出铜，电极方程式为：2H⁺+2e^-=H₂↑、Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑、Cu²⁺+2e^-=Cu．

点评 本题考查学生电解池的工作原理知识，明确图中电源的正负极确定电解池的阴阳极是解答的关键，并熟悉电极反应及离子的放电顺序来解答，题目难度中等．