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^—

如图1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，测得乙中c电极质量增加了16g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2。据此回答下列问题：

（1）电极b上发生的电极反应为                             。

（2）写出乙烧杯的电解池总反应化学方程式                                 。

（3）用惰性电极电解B溶液，当阳离子浓度下降至一半时停止通电，加入下列物质不能使该溶液恢复至起始状态的是        。

A、Cu₂O    B、CuO     C、Cu(OH)₂    D、CuCO₃

（4）如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行      （填“能”或“不能”）。

（5）计算电极e上生成的气体在标准状态下的体积           。

（6）要使丙烧杯溶液恢复到原来的状态，操作是               。

Answer

（1）4OH－－4e－=2H2O＋O2↑

（2）2CuSO4 + 2H2O 2Cu+ O2↑ + 2H2SO4。

（3）AC；（4）能；（5）5.6L；（6）向丙烧杯中加入0.25mol（或4.5g）水。

【解析】

试题分析：分析题意知接通电源一段时间后乙中c电极质量增加了16g ，c电极的电极反应为Cu2+ + 2e- == Cu ，c电极为电解池的阴极，d电极为电解池的阳极；则乙中B溶液为硫酸铜溶液；结合图2电解过程中溶液pH变化推断甲中A溶液为氢氧化钠（或氢氧化钾）溶液；丙中C溶液为硫酸钾（或硫酸钠）溶液；M为电源的负极，N为电源的正极，a电极为电解池的阴极，b电极为电解池的阳极，e电极为电解池的阴极，f电极为电解池的阳极。

（1）甲中A溶液为氢氧化钠（或氢氧化钾）溶液；b电极为电解池的阳极，发生的电极反应为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。

（2）乙烧杯为电解硫酸铜溶液生成铜、氧气和硫酸，总反应化学方程式2CuSO4 + 2H2O 2Cu+ O2↑ + 2H2SO4。

（3）用惰性电极电解B溶液，当阳离子浓度下降至一半时，从溶液中析出铜和氧气的物质的量之比为2:1，加入CuO或CuCO3（拆分CuO·CO2）能使该溶液恢复至起始状态，不能恢复至起始状态选AC。

（4）电解过程中B溶液中的金属离子全部析出，此时溶液为稀硫酸，电解稀硫酸相当于电解水，电解能继续进行。

（5）乙中c电极质量增加了16g ，c电极的电极反应为Cu2+ + 2e- == Cu ，则转移电子的物质的量为0.5mol，丙烧杯为电解硫酸钾（或硫酸钠）溶液，e电极为电解池的阴极，电极反应为2H+ +2e- == H2↑；根据电子守恒计算生成氢气的物质的量为0.25mol，在标准状态下的体积为5.6L。

（6）丙烧杯内为电解了0.25mol水，要使丙烧杯溶液恢复到原来的状态，操作是向丙烧杯中加入0.25mol（或4.5g）水。

考点：考查电解原理的应用。