Question

【题目】下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极．

（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加．据此回答问题：
①电源的N端为极；
②电极b上发生的电极反应为；
③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：
④电极c的质量变化是g；
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：
甲溶液；
乙溶液；
丙溶液；
（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？ ．

Answer 1

【答案】
（1）正；4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；2.8L；16；甲增大，因为相当于电解水；乙减小，OH﹣放电，H+增多；丙不变，相当于电解水
（2）可以，铜全部析出，可以继续电解H2SO4 ， 有电解液即可电解
【解析】解：（1）①乙杯中c质量增加，说明Cu沉积在c电极上，电子是从b﹣c移动，M是负极，N为正极，所以答案是：正极；②甲中为NaOH，相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH﹣放电，即4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑，所以答案是：4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；③丙中为K2SO4 ， 相当于电解水，设电解的水的质量为x．由电解前后溶质质量相等有，100×10%=（100﹣x）×10.47%，得x=4.5g，故为0.25mol．由方程式2H2+O2═2H2O可知，生成2molH2O，转移4mol电子，所以整个反应中转化0.5mol电子，则生成O2为0.5/4=0.125mol，标况下的体积为0.125×22.4=2.8L，所以答案是：答案2.8L； ④整个电路是串联的，所以每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的，根据电极反应：Cu2++2e﹣=Cu，可知转移0.5mol电子生成的m（Cu）= ×64=16g，所以答案是：16；⑤甲中相当于电解水，故NaOH的浓度增大，pH变大．乙中阴极为Cu2+放电，阳极为OH﹣放电，电解方程式为：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4 ， 所以H+增多，故pH减小．丙中为电解水，对于K2SO4而言，其pH几乎不变．所以答案是：甲增大，因为相当于电解水；乙减小，OH﹣放电，H+增多．丙不变，相当于电解水；（2）当铜全部析出时，溶液中仍有电解质硫酸，可以继续电解，所以答案是：可以； 铜全部析出，可以继续电解H2SO4 ， 有电解液即可电解．