Question

17．將含有CuSO₄、NaCl、KNO₃各1mol的溶液分別置于甲、乙、丙三個燒杯中進行電解（電極均為石墨且質量相等），如圖1所示，接通電源一段時間后，b電極質量增加，常溫下，三個燒杯中溶液的pH隨通電時間的變化如圖2．
（1）M是直流電源的正極（填“正極”或“負極”）；c電極的電極反應式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）0～t₁s內，e電極上生成的氣體在標準狀況下的體積為5.6L，t₁s時，電極b、c的質量差為32g；
（3）t₂s時，若將直流電源正、負極端對調，則電解至各電極質量均不再發生變化的過程中，a電極的電極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑、Cu²⁺+2e^-=Cu．

Answer 1

分析 接通電源一段時間后，b電極質量增加，應析出金屬，則b為陰極，a為陽極，可知M為正極、N為負極，c、e為陽極，d、f陰極，
（1）M為正極，c為陽極，發生氧化反應生成氯氣；
（2）由圖2可知t₁s時乙中1molCl^-完全放電，轉移1mol電子，e電極上生成的氣體為氧氣，發生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，b電極發生Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）t₂s時，若將直流電源正、負極端對調，a首先析出氫氣，然后析出銅．

解答 解：接通電源一段時間后，b電極質量增加，應析出金屬，則b為陰極，a為陽極，可知M為正極、N為負極，c、e為陽極，d、f陰極，
（1）M為正極，c為陽極，發生氧化反應生成氯氣，電極方程式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案為：正極；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）由圖2可知t₁s時乙中1molCl^-完全放電，轉移1mol電子，e電極上生成的氣體為氧氣，發生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，生成氧氣的物質的量為0.25mol，體積為0.25mol×22.4L/mol=5.6L，b電極發生Cu²⁺+2e^-=Cu，生成0.5molCu，質量為0.5mol×64g/mol=32g，則電極b、c的質量差為32g，
故答案為：5.6；32；
（3）t₂s時，若將直流電源正、負極端對調，甲電解質溶液為硫酸，a為陰極，首先析出氫氣，然后析出銅，電極方程式為：2H⁺+2e^-=H₂↑、Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑、Cu²⁺+2e^-=Cu．

點評 本題考查學生電解池的工作原理知識，明確圖中電源的正負極確定電解池的陰陽極是解答的關鍵，并熟悉電極反應及離子的放電順序來解答，題目難度中等．