Question

2．如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放200g　10.00%的NaCl溶液、足量的CuSO₄溶液和200g　10.00%的KNO₃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KNO₃浓度为10.47%，乙中d电极质量增加．据此回答问题：
①电源的M端为正极；②电极a上发生的电极反应为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
③电极b上生成的气体在标准状况下的体积为5.6L：
④电极d的质量变化是32 g；
⑤电解前后甲溶液的酸、碱性发生变化，简述其原因：因为电解后，溶液中生成NaOH，使溶液碱性增强；
（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？能继续进行，因为CuSO₄溶液已转变为H₂SO₄溶液，反应也就变为水的电解反应．

Answer 1

分析 （1）接通电源，经过一段时间后，乙中d电极质量增加，所以d电极是阴极，据此判断各个电极名称以及电源的电极名称，根据电极名称结合电解池的工作原理书写电极反应，并根据电子守恒进行相应的计算；
（2）如果电解过程中铜全部析出，此时的电解质称为硫酸溶液，根据电解池的构成条件，电解池可以构成，据此回答．

解答 解：（1）①接通电源，经过一段时间后，乙中d电极质量增加，所以d电极是阴极，c是阳极，e是阳极，f是阴极，N是负极，M是正极，故答案为：正；
②M是正极，a是阳极，根据放电顺序，电极a上发生的电极反应为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
③丙中200g10.00%的KNO₃溶液，在电解后，KNO₃浓度为10.47%，设电解掉的水的质量是m，则：200g×10.00%=（200-m）×10.47%，解得m≈9g，减少9g水转移电子的物质的量=$\frac{9g}{18g/mol}$×2=1mol；当转移1mol电子时，b上生成的气体体积=$\frac{1mol}{4}$×22.4L/mol=5.6L；故答案为：5.6L；
④电极d是阴极，增加Cu的质量=$\frac{1mol}{2}$×64g/mol=32g．故答案为：32；
⑤电解氯化钠溶液，生成的溶液时氢氧化钠溶液，同时放出氢气和氯气，使溶液碱性增强，故答案为：因为电解后，溶液中生成NaOH，使溶液碱性增强；
（2）如果电解过程中铜全部析出，此时的电解质称为硫酸溶液，根据电解池的构成条件，电解池可以构成，反应也就变为水的电解反应，故答案为：能继续进行；因为CuSO₄溶液已转变为H₂SO₄溶液，反应也就变为水的电解反应．

点评 本题考查了原电池、电解池工作原理以及物质的量的有关计算，根据转移电子数相等来分析解答即可，难度不大．