Question

如图所示装置中，甲，乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%nNaOH溶液、足量的CuSO₄溶液和100g9.55%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10.00%，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上生成的气体在标状况下的体积

 

（4）电极c的质量变化是

 

g．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：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，设电解的水的质量为x．由电解前后溶质质量相等有，100×9.55%=（100-x）×10%，得x=4.5g，故为

4.5g

18g/mol

=0.25mol．由方程式2H₂O

通电  .

2H₂+O₂ 可知，消耗2molH₂O，转移4mol电子，所以整个反应中转移电子为0.5mol，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；
（1）根据以上分析判断正负极；
（2）甲中为NaOH，相当于电解H₂O，阳极b处为阴离子OH^-放电，写出电极反应式；
（3）转移0.5mol电子，则生成O₂为

0.5mol

4

=0.125mol，根据气体摩尔体积计算；
（4）Cu²⁺+2e^-=Cu，转移0.5mol电子，据此计算铜的质量．

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，100×9.55%=（100-x）×10%，
得x=4.5g，故为

4.5g

18g/mol

=0.25mol．由方程式2H₂O

通电  .

2H₂+O₂ 可知，消耗2molH₂O，转移4mol电子，所以整个反应中转移电子为0.5mol，
则生成O₂为

0.5mol

4

=0.125mol，标况下的体积为0.125mol×22.4L/mol=2.8L；
故答案为：2.8L；
（4）整个电路是串联的，所以每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的，根据电极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu，
可知转移0.5mol电子生成的m（Cu）=

0.5

2

mol×64g/mol=16g．
故答案为：16g．故答案为：16g；

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．