Question

7．如圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO₄溶液和l00g 10.00%的K₂SO₄溶液．電極均為石墨電極．
（1）接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得e電極上收集到氣體在標準狀況下體積為4.48L，乙中c電極質(zhì)量增加．據(jù)此回答問題：
①電源的N端為正極．
②電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH^---4e^-=O₂+2H₂O
③電解前后甲溶液 pH變大；乙溶液 pH變�。槐�溶液 pH不變．（填“變大”、“變小”或“不變”）
（2）寫出乙溶液中的電解反應(yīng)方程式：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺需加入16g氧化銅（填物質(zhì)名稱）復(fù)原．

Answer 1

分析 （1）①該裝置是電解池，接通電源，經(jīng)過一段時間后，乙中c電極質(zhì)量增加，說明C電極是電解池陰極，則d電極是陽極，連接電解池陽極的原電池電極是正極；
②電解氫氧化鈉溶液時，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣；
③電解丙溶液時，根據(jù)陰陽極上析出的物質(zhì)確定溶液中氫離子濃度是否變化來判斷溶液的pH值是否變化；
（2）電解硫酸銅溶液時陰極上析出銅，陽極上析出氧氣，根據(jù)電子守恒以及電解質(zhì)復(fù)原“出什么加什么，出多少加多少”的原理進行計算回答．

解答 解：（1）①該裝置是電解池，接通電源，經(jīng)過一段時間后，乙中c電極質(zhì)量增加，說明C電極是電解池陰極，則d電極是陽極，連接電解池陽極的原電池電極是正極，所以N是原電池正極，故答案為：正；
②電解氫氧化鈉溶液時，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
③電解氫氧化鈉溶液，相當于電解水，氫氧化鈉濃度增加，所以pH增大，電解硫酸銅生成的是硫酸溶液，溶液的pH變小，電解K₂SO₄溶液時，陰極上析出氫氣，陽極上析出氧氣，實際上電解的是水，K₂SO₄溶液的濃度增大，但溶液的pH值不變，故答案為：變大；變小；不變；
（2）電解硫酸銅溶液時陰極上析出銅，陽極上析出氧氣，2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺，e電極是陰極，該電極上收集到氣體氫氣在標準狀況下體積為4.48L即0.2mol，根據(jù)反應(yīng)：2H⁺+2e^-=H₂↑，轉(zhuǎn)移電子是0.4mol，根據(jù)電子守恒，結(jié)合反應(yīng)：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺，生成金屬銅是0.2mol，根據(jù)元素守恒以及“出什么加什么，出多少加多少”的原理，加入氧化銅0.2mol，質(zhì)量是16g，故答案為：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺；16；氧化銅．

點評 本題為電化學(xué)知識的綜合應(yīng)用，做題時要注意根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷出電解池的陰陽級，進而判斷出電源的正負極，要注意三個電解池為串聯(lián)電路，各電極上得失電子的數(shù)目相等．做題時要正確寫出電極方程式，準確判斷兩極上離子的放電順序．