18.(2009·全国卷Ⅰ)下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。

(1)接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。据此回答问题:
①电源的N端为__________极;
②电极b上发生的电极反应为__________________;
③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积:__________________________________________;
④电极c的质量变化是__________g;
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化,简述其原因是:
甲溶液:__________________________________________________________________;
乙溶液:__________________________________________________________________;
丙溶液:__________________________________________________________________;
(2)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?
________________________________________________________________________
解析:(1)据装置图可知:此图为串联电路,在甲、丙中实质为电解水,乙中电解CuSO4溶液(2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4),因乙中c电极质量增加(有Cu析出),则c为阴极,d为阳极。丙中e为阴极,f为阳极,电源N端为正极;由于b为阳极,其电极反应为4OH--4e-===2H2O+O2↑。在丙中,由于水的电解使K2SO4的浓度由10%→10.47%,设电解的水质量(减少的水)为x,则有100g×10.00%=(100g-x)×10.47%,解出x=100g-95.5g=4.5g,甲、乙电解的水质量相等,2H2O2H2↑+O2↑
2 mol 22.4 L
V(O2)
V(O2)=2.8 L。
电极c上反应为Cu2++2e-===Cu,质量变化为×4××64 g·mol-1=16 g。在电解前后,甲溶液因NaOH溶液浓度增大,碱性增强;
(2)乙中铜全部析出后,溶液为稀H2SO4,可继续电解。
答案:(1)①正 ②4OH-4e-===2H2O+O2↑ ③水减少的质量:100g×(1-)=4.5g,
生成O2的体积:××22.4
L·mol-1=2.8 L
④16 ⑤碱性增强,因为电解后,水量减少溶液中NaOH浓度增大酸性增强,因为阳极上OH-生成O2,溶液中H+离子浓度增加 酸碱性强弱没有变化,因为K2SO4是强酸强碱盐,浓度增加不影响溶液的酸碱性
(2)能继续进行,因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应也就变为水的电解反应。