Question

16．如圖所示裝置中，燒杯Ⅰ、Ⅱ中分別盛有200g 9.4%的Cu（NO₃）₂溶液和足量的飽和K₂SO₃溶液，所用電極均為惰性電極，請回答下列問題：
（1）電解一段時間后，a電極產生0.56L（標準狀況下）氣體，則A為電源的正極，此時燒杯Ⅰ中溶液的質量為196g；
（2）電解后燒杯Ⅱ中析出一種無色鉀鹽晶體（不含氫元素），其摩爾質量為238 g•mol-1，該鹽中鉀的含量為32.8%，且鉀與硫元素原子的物質的量之比為1：1，則該鉀鹽的化學式為K₂S₂O₆，d電極上產生氣體的化學式為2H⁺+2e^-=H₂↑，c電極的電極反應式為2SO₃^2--2e^-=S₂O₆^2-．

Answer 1

分析 （1）在電解池中，陽極上發生失電子的氧化反應，陰極上發生的電子的還原反應，根據離子的放電順序以及電極反應現象確定電極，根據電極反應式結合電子轉移情況進行計算；
（2）據鉀鹽的質量、鉀元素的百分含量以及鉀元素和硫元素物質的量關系計算鉀元素以及硫元素的物質的量，根據質量守恒，計算氧元素的物質的量，物質的量之比等于原子個數之比，確定分子式，根據電解池的陽極、陰極離子的放電順序以及工作原理書寫電極反應式．

解答 解：（1）Ⅰ中是Cu（NO₃）₂溶液，a電極產生0.56L（標準狀況下）氣體，說明是電解池的陽極，和電源的正極相連，則A為電源的正極，陽極上發生反應：4OH^--4e^-
O₂↑+2H₂0，陰極反應：Cu²⁺+2e^-=Cu，m[Cu（NO₃）₂]=200g×9.4%=18.8g，n[Cu（NO₃）₂]=0.1mol，0.1mol銅離子得電子的物質的量是0.2mol，根據陽極上的反應，產生氧氣的物質的量是$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.025mol，轉移電子是0.1mol，據Cu²⁺+2e^-=Cu，所以析出金屬銅0.05mol，溶液的質量=200g-0.05mol×64g/mol-0.025mol×32g/mol=196g，故答案為：正；196；
（2）鉀鹽晶體（不含氫元素）摩爾質量為238 g•mol^-1，該鹽中鉀的含量為32.8%，則n（K）=$\frac{238×32.8%}{39}$=2mol，且鉀與硫元素原子的物質的量之比為1：1，則n（S）=2mol，所以n（O）=$\frac{238-2×39-2×32}{16}$=6，化學式為：K₂S₂O₆，d電極是電解池的陰極，發生還原反應，電極反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑，c為陽極，發生失電子的氧化反應，即2SO₃^2--2e^-=S₂O₆^2-，故答案為：K₂S₂O₆；2H⁺+2e^-=H₂↑；2SO₃^2--2e^-=S₂O₆^2-．

點評 本題考查學生電解池的工作原理知識，借助分子式的確定為載體設計電解池的有關計算增加了試題的難度，綜合性較強．