Question

 （原创）（10分）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－

    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的关系图如上。据此回答下列问题：

   （1）M为电源的     极（填写“正”或“负”）

电极b上发生的电极反应为                              ；

   （2）计算电极e上生成的气体在标准状态下的体积：            ；

   （3）写出乙烧杯的电解池反应

   （4）如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？

 

   （5）若经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了16g，要使丙恢复到原来的状态，操作是                  。

 

Answer 1

【答案】

 【解析】（1）乙中c电极质量增加，则c处发生的反应为：Cu²⁺+2e^－=Cu，即c处为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。测得乙中c电极质量增加了16g

    有金属析出的是Cu²⁺，其他的都不可能，而Cu²⁺只有和SO₄^2—结合，可以确定为B为硫酸铜；由常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图，可以确定在A为KOH或NaOH，

    C为K₂SO₄或Na₂SO₄。甲中为KOH或NaOH，相当于电解H₂O，阳极b处为阴离子OH^－放电，即4OH^－－4e^－=2H₂O + O₂↑。

   （2）当乙中有16gCu析出时，转移的电子为0．5mol，2CuSO₄+2H₂O2Cu+O₂↑+2H₂SO₄。而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。丙中为K₂SO₄或Na₂SO₄，相当于电解水，由方程式2H₂O2H₂↑+O₂↑可知，生成2molH₂，转移4mol电子，所以当整个反应中转移0．5mol电子时，生成的H₂为0．25mol，标况下的体积为0．25mol×22．4L/mol=5．6L。甲和丙烧杯中消耗水0．25mol，若要恢复到原来的状态操作是向烧杯中加4．5g水

   （4）铜全部析出后，电解质变为H₂SO₄，所以电解反应仍能进行。

    答案：（1） 负（1分）; 4OH^－－4e^－=2H₂O + O₂↑（2分）

   （2）5．6 L （2分）

   （3）2CuSO₄+2H₂O2Cu+O₂↑+2H₂SO₄（2分）

   （4）能，因为CuSO₄溶液已转变为H₂SO₄溶液，反应变为电解水的反应（3分）

   （5）向丙烧杯中加4．5g水（2分）