Question

如图所示装置中，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溶液质量减少2.7g，乙中c电极质量增加．据此回答问题：
①电源的M端为

 

极；
②电极b上发生的电极反应为

 

；
③电极b上生成的气体在标准状况下的体积为

 

．
④电极c的质量变化是

 

g；
（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？

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）①该装置是电解池，接通电源，经过一段时间后，乙中c电极质量增加，说明C电极是电解池阴极，则d电极是阳极，连接电解池阳极的原电池电极是正极；
②电解氢氧化钠溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气；
③测得丙中K₂SO₄溶液质量减少2.7g，来确定整个电路转移的电子的物质的量，然后列出关系式求解；
④电极c是电解质溶液中铜离子放电Cu²⁺+2e=Cu，来求质量；
（2）铜全部析出，溶液变成稀硫酸．

解答： 解：（1）①该装置是电解池，接通电源，经过一段时间后，乙中c电极质量增加，说明C电极是电解池阴极，则d电极是阳极，连接电解池阳极的原电池电极是正极，所以N是原电池正极，M端为原电池的负极，故答案为：负；
②电解氢氧化钠溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
③电解K₂SO₄溶液时，阴极上析出氢气，阳极上析出氧气，实际上电解的是水，总反应式为：2H₂O

电解  .

2H₂+O₂↑，也就是转移4mol的电子消耗2mol的水，质量减少2.7g，即物质的量为0.15，整个电路转移电子的物质的量为0.3mol，b上的电极反应式为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，所以转移0.3mol电子生成气体的体积为：

0.3×22.4

4

=1.68L，故答案为：1.68L；
④电极c是电解质溶液中铜离子放电Cu²⁺+2e=Cu，质量为

64×0.3

2

=9.6g，故答案为：9.6；
（2）铜全部析出，溶液变成稀硫酸，此时电解稀硫酸溶液，故答案为：可以，因为CuSO₄溶液已转变为H₂SO₄溶液，反应也就变为水的电解反应．

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，要注意三个电解池为串联电路，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，准确判断两极上离子的放电顺序．