Question

（10分）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO₄溶液和100 g 10.00%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浓度为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：                   

④电极c的质量变化是                    g；

（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？            。

⑤电解前后各溶液的pH如何变化。（填增大，减小或不变）

甲溶液               ；乙溶液＿＿＿＿＿＿＿；丙溶液＿＿＿＿＿＿＿；

Answer

（1）①正极    ②4OH－-4e－=2H2O + O2↑。   ③2.8L      ④16g 

  (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。

⑤增大，  减小，  不变

【解析】（1）乙中c电极质量增加，说明c电极是阴极，则d电极是阳极，e是阴极，f是阳极。所以N是电源但正极，M是电源的负极，a是阴极，b是阳极，OH－放电，反应式为4OH－-4e－=2H2O + O2↑。丙中电解水，硫酸钾不变，所以电解后溶液酸质量是，因此被电解的水是100g－95.5g＝4.5g，物质的量是0.25mol，转移电子是0.25mol×2＝0.5mol。所以生成氧气是0.125mol，标准状况下的体积是0.125mol×22.4L＝2.8L。根据电子得失守恒可知，c电极析出铜是0.25mol，质量是0.25mol×64g/mol＝16g。

（2）铜全部析出后，溶液是硫酸溶液，所以继续通电，反应也就变为水的电解反应。甲相当于电解水，溶液浓度增大，pH增大。Y中有硫酸生成，pH减小，丙也是相当于电解水，浓度增大，但硫酸钾溶液显中性，所以pH不变。