Question

按如图装置实验，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）．a、b、c为石墨电极，d为铜电极．
（1）电源P极为

 

极
（2）a极上所发生的电极反应式为

 

（3）标准状况下，b极产生气体的体积为

 

（4）c极上析出固体的质量为

 

．

Answer 1

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，故答案为：负；
（2）a极电解池的阴极，发生还原反应，生成氢气，电极方程式为2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（3）被电解的水的质量为4.5g，n（H₂O）=

4.5g

18g/mol

=0.25mol，A总反应式为2H₂O

电解  .

2H₂↑+O₂↑，由此可知b电极生成氧气0.125mol，标准状况下体积=0.125mol×22.4L/mol=2.8L；
故答案为：2.8L；
（4）b电极为阳极，溶液中氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，依据（3）计算得到氧气为0.125mol，电子转移为0.125mol×4=0.5mol；C电极析出的是铜，由电极反应Cu²⁺+2e^-═Cu，计算得到生成铜物质的量为0.25mol，质量=0.25mol×64g/mol=16g；
故答案为：16g．

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．