Question

按如圖裝置實驗，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）．a、b、c為石墨電極，d為銅電極．
（1）電源P極為

 

極
（2）a極上所發生的電極反應式為

 

（3）標準狀況下，b極產生氣體的體積為

 

（4）c極上析出固體的質量為

 

．

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，故答案為：負；
（2）a極電解池的陰極，發生還原反應，生成氫氣，電極方程式為2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（3）被電解的水的質量為4.5g，n（H₂O）=

4.5g

18g/mol

=0.25mol，A總反應式為2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑，由此可知b電極生成氧氣0.125mol，標準狀況下體積=0.125mol×22.4L/mol=2.8L；
故答案為：2.8L；
（4）b電極為陽極，溶液中氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，依據（3）計算得到氧氣為0.125mol，電子轉移為0.125mol×4=0.5mol；C電極析出的是銅，由電極反應Cu²⁺+2e^-═Cu，計算得到生成銅物質的量為0.25mol，質量=0.25mol×64g/mol=16g；
故答案為：16g．

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．