Question

如圖裝置實驗，A、B兩燒杯分別盛放200g10%NaOH和足量CuSO₄溶液．通電一段時間后，c極上有Cu析出，又測得A杯中溶液的質量減少4.5g（不考慮水的蒸發）．
請回答下列問題：
（1）電源P極為

負

極；請分別寫出b極和c極上發生的電極反應式：

4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑

；

Cu²⁺+2e^-=Cu

（2）c極上析出固體銅的質量為

16

g
（3）若裝置中用鉛蓄電池作電源，已知鉛蓄電池放電時發生如下反應：
負極：Pb+SO₄^2-=PbSO₄+2e^-
正極：PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-=PbSO₄+2H₂O
假設在a極制得氣體0.050mol，這時電池內消耗的H₂SO₄的物質的量至少是

0.10

mol．

Answer 1

分析：c極上有Cu析出，說明c為電解池的陰極，d為陽極，則P為負極，Q為正極，A為電解NaOH溶液，實質上為電極水，B為電解硫酸銅溶液，在陰極析出銅，電極反應：Cu²⁺+2e^-=Cu，陽極生成氧氣，發生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，結合電極方程式計算．

解答：解：（1）c極上有Cu析出，說明c為電解池的陰極，d為陽極，則P為負極，b為電解NaOH溶液的陽極發生反應為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，c為電解硫酸銅溶液的陰極，發生反應為Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：負；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）A總反應式為2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑，A杯中溶液的質量減少4.5g，應為電解的水的質量，n（H₂O）=

4.5g

18g/mol

=0.25mol，轉移電子為0.5mol，c極上析出固體銅的物質的量為0.25mol，質量為0.25mol×64g/mol=16g，
故答案為：16；
（3）a極制得氣體0.050mol，因為氫氣，轉移電子0.10mol，鉛蓄電池總反應式為Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O，則電池內消耗的H₂SO₄的物質的量至少是0.10mol，
故答案為：0.10．

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．