Question

下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%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．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）电极b上生成的气体在标准状况下的体积：

 

．

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）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．丙中为K₂SO₄，相当于电解水，根据电解前后质量分数的变化求出生成水的量，由方程式2H₂+O₂═2H₂O可以计算整个反应中转移的电子的量，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；
（2）甲中为NaOH，相当于电解H₂O，阳极b处为阴离子OH^-放电，即4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．
（3）根据转移电子的量，即和电极反应式进行计算即可．

解答： 解：（1）乙杯中c质量增加，说明Cu沉积在c电极上，电子是从b-c移动，M是负极，N为正极，故答案为：正；
（2）甲中为NaOH，相当于电解H₂O，阳极b处为阴离子OH^-放电，即4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
③丙中为K₂SO₄，相当于电解水，设电解的水的质量为x．由电解前后溶质质量相等有，100×10%=（100-x）×10.47%，得x=4.5g，故为0.25mol．由方程式2H₂+O₂═2H₂O可知，生成2molH₂O，转移4mol电子，所以整个反应中转化0.5mol电子，则生成O₂为0.5mol÷4=0.125mol，标况下的体积为0.125×22.4=2.8L，
故答案为：2.8L．

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．