Question

【題目】下圖所示裝置中，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100g 10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極．

（1）接通電源，經過一段時間后，測得丙中K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質量增加．據此回答問題：
①電源的N端為極；
②電極b上發生的電極反應為；
③列式計算電極b上生成的氣體在標準狀況下的體積：
④電極c的質量變化是g；
⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發生變化，簡述其原因：
甲溶液；
乙溶液；
丙溶液；
（2）如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續進行，為什么？ ．

Answer 1

【答案】
（1）正；4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；2.8L；16；甲增大，因為相當于電解水；乙減小，OH﹣放電，H+增多；丙不變，相當于電解水
（2）可以，銅全部析出，可以繼續電解H2SO4 ， 有電解液即可電解
【解析】解：（1）①乙杯中c質量增加，說明Cu沉積在c電極上，電子是從b﹣c移動，M是負極，N為正極，所以答案是：正極；②甲中為NaOH，相當于電解H2O，陽極b處為陰離子OH﹣放電，即4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑，所以答案是：4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；③丙中為K2SO4 ， 相當于電解水，設電解的水的質量為x．由電解前后溶質質量相等有，100×10%=（100﹣x）×10.47%，得x=4.5g，故為0.25mol．由方程式2H2+O2═2H2O可知，生成2molH2O，轉移4mol電子，所以整個反應中轉化0.5mol電子，則生成O2為0.5/4=0.125mol，標況下的體積為0.125×22.4=2.8L，所以答案是：答案2.8L； ④整個電路是串聯的，所以每個燒杯中的電極上轉移電子數是相等的，根據電極反應：Cu2++2e﹣=Cu，可知轉移0.5mol電子生成的m（Cu）= ×64=16g，所以答案是：16；⑤甲中相當于電解水，故NaOH的濃度增大，pH變大．乙中陰極為Cu2+放電，陽極為OH﹣放電，電解方程式為：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4 ， 所以H+增多，故pH減小．丙中為電解水，對于K2SO4而言，其pH幾乎不變．所以答案是：甲增大，因為相當于電解水；乙減小，OH﹣放電，H+增多．丙不變，相當于電解水；（2）當銅全部析出時，溶液中仍有電解質硫酸，可以繼續電解，所以答案是：可以； 銅全部析出，可以繼續電解H2SO4 ， 有電解液即可電解．