Question

A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：

阳离子	Na^＋、K^＋、Cu^2＋
阴离子	SO4^2-、OH^－

在下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电极。

接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图。据此回答下列问题：

（1）M为电源的_____极(填“正”或“负”)，电极b上发生的电极反应为__________________________。

（2）电极e上生成的气体在标准状态下的体积为________。

（3）写出乙烧杯中的电解池反应_______________________。

（4）若电解过程中，乙烧杯中的B溶液中的金属离子全部析出，此时电解还能继续进行，原因是___________________________________。

（5）若经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了16 g，要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态，正确的操作是_____________________________________。

Answer

(每空2分共12分) （1）负 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

（2）5.6 L （3）2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4

（4）因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应变为电解水的反应。

（5）向丙烧杯中加入4.5 g水

【解析】

试题分析： （1）接通电源，经过一段时间后，测得乙中C电极的质量增加了16克，说明C为阴极连接电源的负极。所以M为负极。B为阳极，电解时，甲装置中溶液的pH增大，说明溶液是碱，电解过程中电解水，碱的浓度增大，溶液的碱性增强，所以为氢氧化钾或氢氧化钠。电解时，b为阳极，是溶液中的氢氧根离子放电，电极反应为 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。乙装置中pH减小，说明阳极上是氢离子放电，溶液中含有的阴离子是含氧酸根离子，阴极上析出金属，所以含有铜离子，该电解质溶液为硫酸铜溶液。丙为硫酸钾或硫酸钠溶液。（2）丙为硫酸盐溶液，e为负极，是溶液中的氢离子反应生成氢气，根据前面c电极上增加了16克金属，即产生了16/64=0.25摩尔铜，转移0.5摩尔电子，则说明析出0.25摩尔氢气，标准状况下体积为5.6 L。 （3）乙中为硫酸铜溶液，电解硫酸铜产生铜和氧气和硫酸，电解方程式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。（4）电解硫酸铜，当溶液中的铜离子全部析出，CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应变为电解水的反应，所以电解还能继续进行。（5）电解一段时间后，即电路中转移0.5摩尔电子，丙烧杯中电解了0.25摩尔水，所以要恢复需要向丙烧杯中加入0.25 ×18=4.5 g水。

考点： 电解原理，常见离子的检验方法