Question

下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100g5.00%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．接通電源，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，測(cè)得丙中K₂SO₄濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加．據(jù)此回答問(wèn)題：
（1）電源的N端為

 

  極；
（2）電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為

 

；
（3）電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）乙中C電極質(zhì)量增加，則c處發(fā)生的反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu，即C處為陰極，由此可推出b為陽(yáng)極，a為陰極，M為負(fù)極，N為正極．丙中為K₂SO₄，相當(dāng)于電解水，根據(jù)電解前后質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化求出生成水的量，由方程式2H₂+O₂═2H₂O可以計(jì)算整個(gè)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子的量，而整個(gè)電路是串聯(lián)的，故每個(gè)燒杯中的電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)是相等的；
（2）甲中為NaOH，相當(dāng)于電解H₂O，陽(yáng)極b處為陰離子OH^-放電，即4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．
（3）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的量，即和電極反應(yīng)式進(jìn)行計(jì)算即可．

解答： 解：（1）乙杯中c質(zhì)量增加，說(shuō)明Cu沉積在c電極上，電子是從b-c移動(dòng)，M是負(fù)極，N為正極，故答案為：正；
（2）甲中為NaOH，相當(dāng)于電解H₂O，陽(yáng)極b處為陰離子OH^-放電，即4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
③丙中為K₂SO₄，相當(dāng)于電解水，設(shè)電解的水的質(zhì)量為x．由電解前后溶質(zhì)質(zhì)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(zhuǎn)移4mol電子，所以整個(gè)反應(yīng)中轉(zhuǎn)化0.5mol電子，則生成O₂為0.5mol÷4=0.125mol，標(biāo)況下的體積為0.125×22.4=2.8L，
故答案為：2.8L．

點(diǎn)評(píng)：本題為電化學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，做題時(shí)要注意根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷出電解池的陰陽(yáng)級(jí)，進(jìn)而判斷出電源的正負(fù)極，要注意三個(gè)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(shí)要正確寫(xiě)出電極方程式，準(zhǔn)確判斷兩極上離子的放電順序．