Question

2．如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g25.00%的NaCl溶液、足量的CuCl₂溶液和100g10.00%的H₂SO₄溶液，电极均为石墨电极．

接通电源，经过一段时间后，甲中b电极上得到有刺激性气味的气体，其体积为2.24L（标准状况下）．据此回答问题：
（1）电源的M端为负极．
（2）甲烧杯中电极b上发生的电极反应为2Cl^--2e^-=Cl₂．
（3）乙烧杯中电极c的析出的质量是6.4g．
（4）丙烧杯中发生反应的化学方程式为2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．
（5）电解前后甲烧杯中溶液的pH变化情况是变大（选填：“变大”、“变小”或“不变”）简述其原因是甲中电解氯化钠溶液是电解水和氯化钠，溶液中生成NaOH的浓度增大，pH变大．

Answer 1

分析 接通电源，经过一段时间后，甲中b电极上得到有刺激性气味的气体，是氯离子放电生成氯气，其体积为2.24L（标准状况下），物质的量为：$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，整个电路转移电子的物质的量为：0.2mol，所以b是阳极，所以N是正极，根据电极名称结合电解池的工作原理书写电极反应，并根据电子守恒进行相应的计算，由此解答．

解答 解：接通电源，经过一段时间后，甲中b电极上得到有刺激性气味的气体，是氯离子放电生成氯气，其体积为2.24L（标准状况下），物质的量为：$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，所以b是阳极，所以N是正极，
（1）N是正极，电源的M端为负极，故答案为：负极；
（2）甲烧杯中电极b上氯离子发生氧化反应生成氯气，电极反应为：2Cl^--2e^-=Cl₂，故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂；
（3）乙烧杯中电极c是阴极，铜离子放电析出铜，而整个电路转移电子的物质的量为：0.2mol，所以析出铜的物质的量为：0.1mol，所以铜的质量为6.4g，故答案为：6.4g；
（4）丙烧杯中电解100g10.00%的H₂SO₄溶液，实质是电解水，反应方程式为：2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，故答案为：2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；
（5）电解前后甲烧杯中是氯化钠溶液，电解是放氢生碱型，所以溶液的pH变大，故答案为：变大；甲中电解氯化钠溶液是电解水和氯化钠，溶液中生成NaOH的浓度增大，pH变大．

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．