Question

下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO₄溶液和100g10.00%的K₂SO₄溶液，电极均为石墨电极。

（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K₂SO₄质量分数为10.47%，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电极b上生成的气体在标准状况下的体积为_______________L；

④电极c的质量变化是__________g；

⑤电解前后各溶液的pH是否发生变化：

甲溶液______________；乙溶液_____________；

（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？

Answer

（1）①正 ②4OH－—4e－→2H2O ＋ O2↑③2.8 ④16 ⑤pH增大 pH减小

（2）能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应。

【解析】

试题分析：（1）①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。丙中电解液为K2SO4溶液，相当于电解水，设电解水的质量为x。由电解前后溶质质量相等有，100g×10%＝（100g－x）×10.47%，得x＝4.5g，故电解的水为0.25mol。由方程式2H2O2H2↑＋O2↑可知，电解2molH2O，转移4mol电子，所以整个反应中转移了0.5mol电子，而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移的电子数是相等的。②甲中为NaOH溶液，相当于电解水，阳极b处为阴离子OH－放电，即4OH－—4e－==2H2O＋O2↑。③转移0.5mol电子，则生成O2为0.125mol，标况下的体积为0.125mol×22.4L·mol－1＝2.8L。④Cu2＋＋2e－==Cu，转移0.5mol电子，则生成的m（Cu）＝0.5/2mol×64g·mol－1＝16g。⑤甲中相当于电解水，故NaOH的浓度增大，pH变大。乙中阴极为Cu2＋放电，阳极为OH－放电，所以H＋增多，故pH减小。丙中为电解水，对于K2SO4而言，其pH几乎不变。（2）铜全部析出，可以继续电解H2SO4溶液，有电解液即可电解。

考点：本题考查电解计算。