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	SO、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的关系如上图。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）要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态，正确的操作__________（计算出相关数据）。

Answer

（1）负 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ （2）5.6 L

（3）2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4

（4）向丙烧杯中加入4.5 g水

【解析】

试题分析：接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了16g，则乙应为CuSO4溶液，c为阴极，d为阳极，则a为阴极，b为阳极，e为阴极，f为阳极，M为负极，N为正极，常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图如图2，甲的pH不断增大，应为氢氧化钠或氢氧化钾溶液，丙的pH不变，应为硫酸钠或硫酸钾溶液，（1）由以上分析可知M为负极，甲为电解氢氧化钠或氢氧化钾溶液，b为阳极，发生氧化反应，电极方程式为4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；（2）n（Cu）= =0.25mol，转移电子0.5mol，则电极e发生：2H++2e﹣=H2↑，则生成n（H2）=0.25mol，v（H2）=0.25mol×22.4L/mol=5.6L；

（3）乙应为CuSO4溶液，电解时，阴极析出铜，阳极生成氧气，电解方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；（4）丙为硫酸钠或硫酸钾溶液，实质上为电解水，转移电子0.5mol时，2H2O2H2↑+O2↑，消耗水的物质的量为0.25mol，质量为0.25mol×18g/mol=4.5g，故答案为：水；4.5．

【考点定位】考查电解原理

【名师点晴】本题考查电解原理，解答该题的关键是c极的质量变化以及电解后溶液pH的变化，注意把握离子放电顺序，把握电解规律即可解答该题，题目难度中等