Question

如图装置实验，A、B两烧杯分别盛放200g10%NaOH和足量CuSO₄溶液．通电一段时间后，c极上有Cu析出，又测得A杯中溶液的质量减少4.5g（不考虑水的蒸发）．
请回答下列问题：
（1）电源P极为    极；请分别写出b极和c极上发生的电极反应式：    ；   
（2）c极上析出固体铜的质量为    g
（3）若装置中用铅蓄电池作电源，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：
负极：Pb+SO₄^2-=PbSO₄+2e^-
正极：PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-=PbSO₄+2H₂O
假设在a极制得气体0.050mol，这时电池内消耗的H₂SO₄的物质的量至少是    mol．

Answer 1

【答案】分析：c极上有Cu析出，说明c为电解池的阴极，d为阳极，则P为负极，Q为正极，A为电解NaOH溶液，实质上为电极水，B为电解硫酸铜溶液，在阴极析出铜，电极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu，阳极生成氧气，发生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，结合电极方程式计算．
解答：解：（1）c极上有Cu析出，说明c为电解池的阴极，d为阳极，则P为负极，b为电解NaOH溶液的阳极发生反应为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，c为电解硫酸铜溶液的阴极，发生反应为Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案为：负；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）A总反应式为2H₂O2H₂↑+O₂↑，A杯中溶液的质量减少4.5g，应为电解的水的质量，n（H₂O）==0.25mol，转移电子为0.5mol，c极上析出固体铜的物质的量为0.25mol，质量为0.25mol×64g/mol=16g，
故答案为：16；
（3）a极制得气体0.050mol，因为氢气，转移电子0.10mol，铅蓄电池总反应式为Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O，则电池内消耗的H₂SO₄的物质的量至少是0.10mol，
故答案为：0.10．
点评：本题为电化学知识的综合应用，做题时要注意根据电极反应现象判断出电解池的阴阳级，进而判断出电源的正负极，要注意三个电解池为串联电路，各电极上得失电子的数目相等．做题时要正确写出电极方程式，准确判断两极上离子的放电顺序．