Question

A、B、C三種強電解質(zhì)，它們在水中電離出的離子如表所示：

陽離子	Na+、K+、Cu2+
陰離子	SO42-、OH-

如圖1所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，電極均為石墨電極．接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得乙中c電極質(zhì)量增加了16g．常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關系如圖2．據(jù)此回答下列問題：
（1）M為電源的

 

極（填寫“正”或“負”）電極b上發(fā)生的電極反應為

 

；
（2）計算電極e上生成的氣體在標準狀態(tài)下的體積：

 

；
（3）寫出乙燒杯的電解池反應

 

；
（4）如果電解過程中B溶液中的金屬離子全部析出，此時電解能否繼續(xù)進行，為什么？

 

；
（5）若經(jīng)過一段時間后，測得乙中c電極質(zhì)量增加了16g，要使丙恢復到原來狀態(tài)的操作

 

．

Answer 1

考點：常見離子的檢驗方法,原電池和電解池的工作原理

專題：離子反應專題,電化學專題

分析：測得乙中c電極質(zhì)量增加了16g，由表可知乙中含有Cu²⁺，結(jié)合離子的共存可知，B為CuSO₄，丙中pH不變，則C為硫酸鈉或硫酸鉀，甲中pH增大，則A為KOH或NaOH；
（1）c電極析出Cu，所以c為陰極，則M為負極；b為陽極，電極上是氫氧根離子失電子生成氧氣；
（2）根據(jù)生成的Cu的量求出轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量，再根據(jù)電子守恒求出e上生成的氣體的量；
（3）乙燒杯中電解的是硫酸銅溶液；
（4）溶液中的水也可以被電解；
（5）要使丙恢復到原來的狀態(tài)，根據(jù)電解實質(zhì)和生成產(chǎn)物，需要加入水，依據(jù)析出銅的質(zhì)量，根據(jù)電子守恒，求出水的質(zhì)量．

解答： 解：測得乙中c電極質(zhì)量增加了16g，由表可知乙中含有Cu²⁺，結(jié)合離子的共存可知，B為CuSO₄，丙中pH不變，則C為硫酸鈉或硫酸鉀，甲中pH增大，則A為KOH或NaOH；
（1）c電極析出Cu，由銅離子在陰極得電子生成Cu可知c為陰極，則M為負極，N為正極；b與正極相連，則b為陽極，所以b電極上是氫氧根離子失電子生成氧氣，其電極反應式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
故答案為：負極；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（2）e與電源負極相連為陰極，則e電極上是氫離子得電子生成氫氣，已知n（Cu）=

16g

64g/mol

=0.25mol，由Cu～2e^-～H₂↑可知生成標況下氫氣的體積為0.25mol×22.4L/mol=5.6L；
故答案為：5.6；
（3）乙燒杯中為惰性電極電解硫酸銅溶液，總反應為2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
故答案為：2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
（4）如果電解過程中CuSO₄溶液中的金屬離子全部析出，此時溶液變成硫酸溶液，繼續(xù)通電，溶液中電解的是水；
故答案為：能；因為CuSO₄溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠₂SO₄溶液，反應變?yōu)殡娊馑��?br />（5）丙中的電解質(zhì)是硫酸鈉或硫酸鉀，電解時被電解的是水，所以要使丙恢復到原來的狀態(tài)，需加水；已知n（Cu）=

16g

64g/mol

=0.25mol，由Cu～2e^-～H₂↑～H₂O，則n（H₂O）=0.25mol，所以需要加入m（H₂O）=0.25mol×18g/mol=4.5 g；即向丙燒杯中加4.5 g水；
故答案為：向丙燒杯中加4.5 g水．

點評：本題考查了電解原理，明確發(fā)生的電極反應、電解反應及圖象的分析是解答本題的關鍵，注意利用乙推出各物質(zhì)及電源的正負極是解答的突破口，題目難度中等．