Question

如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g500%的NaOH溶液、足量的CuSO₄溶液和l00g10.00%的K₂SO₄溶液，电极均为石墨电极．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）①电源的N端为           极；

②电极b上发生的电极反应为           ；

③列式计算电极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；

⑤电解前后甲溶液碱性强弱有何变化          ；丙溶液酸碱性有何变化          ；

（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↑；

③2.8L；④4；

⑤碱性增强；不变；

（2）能；溶液中溶质由硫酸铜转化为硫酸，溶液中含有自由移动离子，硫酸能增大溶液导电性，所以仍然能进行电解．

【解析】e、f电极为石墨电极，电解过程中阴极上H+放电、阳极上OH﹣放电，所以实质上是电解H2O，接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，电解丙装置前后溶质的质量不变，设电解水的质量为xg，根据溶质质量不变得100g×10.00%=（100﹣x）g×10.47%，x=4.5g，

（1）①电解过程中，乙装置阴极上Cu2+放电生成Cu、阳极上H2O得电子生成氧气同时生成H+，乙中c电极质量增加，说明c为阴极，则d为阳极，根据电解池串联电路知，ace是阴极、bdf是阳极，连接电解池阳极的电极是电源正极，所以N连接电解池阳极，为原电池正极，故答案为：正；

②甲电解过程中，a是阴极、b是阳极，阴极上水得电子生成氢气和OH﹣，b电极上OH﹣放电生成氧气，电极反应式为4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑，故答案为：4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；

③丙电解4.5g水转移电子物质的量==0.5mol，b电极反应式为4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑，根据转移电子守恒得生成氧气体积==2.8L，

④乙中c电极上析出Cu，乙中n（Cu2+）=n（CuSO4）==mol，如果铜离子完全放电转移电子物质的量=mol×2=0.125mol＜0.5mol，所以电解过程中铜离子完全放电，所以析出n（Cu）=n（Cu2+）=n（CuSO4）=mol，m（Cu）=mol×64g/mol=4g，故答案为：4；

⑤甲中实质上是电解水，溶质的质量不变则物质的量不变、溶液质量减小导致溶液体积减小，所以溶液的物质的量浓度增大，碱性增强；丙是电解水，硫酸钠是强酸强碱盐，溶液呈中性，电解过程中硫酸钠的物质的量不变、溶液体积减小，所以其溶液物质的量浓度增大，但溶液仍然呈中性，溶液酸碱性不变，故答案为：碱性增强；不变；

（2）如果电解过程中铜全部析出，溶液中溶质由硫酸铜转化为硫酸，溶液中含有自由移动离子，硫酸能增大溶液导电性，所以仍然能进行电解，故答案为：能；溶液中溶质由硫酸铜转化为硫酸，溶液中含有自由移动离子，硫酸能增大溶液导电性，所以仍然能进行电解．