Question

11．X、Y、Z三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：
如图1所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放250mL足量的X溶液、足量的Y溶液、足量的Z溶液，电极均为石墨电极．接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加6.4g．常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图2如下．据此回答下列问题：

阳离子	Na+、K+、Cu2+
阴离子	SO42-、OH-

（1）M为电源的负极（填写“正”或“负”）．电解一段时间后，在e、f两极附近分别滴加酚酞，变红的是e极．
（2）甲烧杯中电极b上发生的电极反应为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．
（3）乙烧杯电解的总反应离子方程式为2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺；甲烧杯中a、b两极共产生标准状况下3.36L的气体．

Answer 1

分析 测得乙中c电极质量增加了6.4g，则乙中含有Cu²⁺，结合离子的共存可知，乙为CuSO₄，丙中pH不变，则为硫酸钠或硫酸钾，甲中pH增大，则A为KOH或NaOH，
（1）乙中c电极铜离子得电子，则c为阴极，即M为电源负极，则b为阳极，碱溶液中OH^-放电，f是阳极，碱溶液中OH^-放电，e是阴极，是氢离子得电子的还原反应，氢离子放电生成氢气；
（2）b为阳极，碱溶液中OH^-放电；
（3）根据电解池的工作原理来书写电解方程式，根据电极反应结合电子守恒计算产生气体的物质的量．

解答 解：测得乙中c电极质量增加了6.4g，则乙中含有Cu²⁺，结合离子的共存可知，乙为CuSO₄，丙中pH不变，则为硫酸钠或硫酸钾，甲中pH增大，则A为KOH或NaOH，
（1）乙中c电极铜离子得电子，则c为阴极，即M为电源负极，N是正极，则b为阳极，碱溶液中OH^-放电，f是阳极，碱溶液中OH^-放电，e是阴极，该电极上氢离子得电子的还原反应生成氢气，氢离子浓度减小，所以碱性增强，遇到酚酞显示红色，故答案为：负；e；
（2）b为阳极，碱溶液中OH^-放电，电极反应为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；故答案：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（3）乙烧杯电解质是硫酸铜溶液，电解的总反应离子方程式为：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺，甲烧杯中盛有NaOH或是KOH，电解时的a极上发生反应：2H⁺+2e^-=H₂↑；b电极上发生电极反应：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，乙中c电极质量增加6.4g，即产生Cu0.1mol，根据Cu～2e^-，所以转移电子是0.2mol，产生氢气是0.1mol，产生氧气是0．，05mol，两电极上产生气体0.15mol，体积是0.15mol×22.4L/mol=3.36L．
故答案为：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺；3.36．

点评 本题考查电解原理，明确发生的电极反应、电解反应及图象的分析是解答本题的关键，注意利用乙推出各物质及电源的正负极是解答的突破口，题目难度中等．