Question

14．按如圖裝置實驗，a、b、c、d均為惰性電極，A、B兩燒杯中分別盛放NaOH溶液和足量CuSO₄溶液．通電一段時間后，c電極質量增加6.4g，試回答：
（1）電源Q為正極；
（2）b極產生氣體的體積為1.12L（標準狀況）；電解一段時間后，A池中溶液的PH變大．（填“變大”“變小”或“不變”）
（3）d極上所發生的電極反應式：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．
（4）B裝置中電解反應的離子方程式為：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ 2Cu+O₂↑+4H⁺．

Answer 1

分析 （1）電解池中，電極質量增加的極是陰極，和電源的負極相連的是陰極，和電源的正極相連的是正極，據此來判斷；
（2）整個電路是串聯的，所以每個燒杯中的電極上轉移電子數是相等的，據電極反應和電子守恒來計算；根據電解的實質是電解水以及溶液濃度的變化情況來回答；（3）d是陽極，電解硫酸銅時，在陽極上是氫氧根離子放電，電極反應式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
（4）B裝置中總的電解原理方程式為：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，離子方程式為：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ 2Cu+O₂↑+4H⁺．

解答 解：（1）B杯中c質量增加，說明Cu沉積在c電極上，所以c是陰極，d是陽極，即Q為正極，P為負極，故答案為：正；
（2）P是負極，所以a是陰極，b是陽極，b極上的電極反應為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，c極上的電極反應為：Cu²⁺+2e^-=Cu，整個電路是串聯的，所以每個燒杯中的電極上轉移電子數是相等的，據電極反應：Cu²⁺+2e^-=Cu，可知c極上有6.4gCu析出，轉移0.2mol電子，當轉移0.2mol電子時，b極上生成氧氣的物質的量為0.05mol，體積為0.05mol×22.4L/mol=1.12L，A燒杯溶液電解的實質是電解水，所以氫氧化鈉溶度增大，PH變大，故答案為：1.12；變大；
（3）d是陽極，電解硫酸銅時，在陽極上是氫氧根離子放電，電極反應式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（4）B裝置中總的電解原理方程式為：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，離子方程式為：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ 2Cu+O₂↑+4H⁺，故答案為：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ 2Cu+O₂↑+4H⁺．

點評 本題為電化學知識的綜合應用，做題時要注意根據電極反應現象判斷出電解池的陰陽級，進而判斷出電源的正負極，要注意三個電解池為串聯電路，各電極上得失電子的數目相等．做題時要正確寫出電極方程式，準確判斷兩極上離子的放電順序．