Question

2．如圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放200g　10.00%的NaCl溶液、足量的CuSO₄溶液和200g　10.00%的KNO₃溶液，電極均為石墨電極．
（1）接通電源，經過一段時間后，測得丙中KNO₃濃度為10.47%，乙中d電極質量增加．據此回答問題：
①電源的M端為正極；②電極a上發生的電極反應為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
③電極b上生成的氣體在標準狀況下的體積為5.6L：
④電極d的質量變化是32 g；
⑤電解前后甲溶液的酸、堿性發生變化，簡述其原因：因為電解后，溶液中生成NaOH，使溶液堿性增強；
（2）如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續進行，為什么？能繼續進行，因為CuSO₄溶液已轉變為H₂SO₄溶液，反應也就變為水的電解反應．

Answer 1

分析 （1）接通電源，經過一段時間后，乙中d電極質量增加，所以d電極是陰極，據此判斷各個電極名稱以及電源的電極名稱，根據電極名稱結合電解池的工作原理書寫電極反應，并根據電子守恒進行相應的計算；
（2）如果電解過程中銅全部析出，此時的電解質稱為硫酸溶液，根據電解池的構成條件，電解池可以構成，據此回答．

解答 解：（1）①接通電源，經過一段時間后，乙中d電極質量增加，所以d電極是陰極，c是陽極，e是陽極，f是陰極，N是負極，M是正極，故答案為：正；
②M是正極，a是陽極，根據放電順序，電極a上發生的電極反應為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
③丙中200g10.00%的KNO₃溶液，在電解后，KNO₃濃度為10.47%，設電解掉的水的質量是m，則：200g×10.00%=（200-m）×10.47%，解得m≈9g，減少9g水轉移電子的物質的量=$\frac{9g}{18g/mol}$×2=1mol；當轉移1mol電子時，b上生成的氣體體積=$\frac{1mol}{4}$×22.4L/mol=5.6L；故答案為：5.6L；
④電極d是陰極，增加Cu的質量=$\frac{1mol}{2}$×64g/mol=32g．故答案為：32；
⑤電解氯化鈉溶液，生成的溶液時氫氧化鈉溶液，同時放出氫氣和氯氣，使溶液堿性增強，故答案為：因為電解后，溶液中生成NaOH，使溶液堿性增強；
（2）如果電解過程中銅全部析出，此時的電解質稱為硫酸溶液，根據電解池的構成條件，電解池可以構成，反應也就變為水的電解反應，故答案為：能繼續進行；因為CuSO₄溶液已轉變為H₂SO₄溶液，反應也就變為水的電解反應．

點評 本題考查了原電池、電解池工作原理以及物質的量的有關計算，根據轉移電子數相等來分析解答即可，難度不大．