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 (原创)(10分)A、B、C三种强电解质,它们在水中电离出的离子如下表所示:

阳离子

Na+、K+、Cu2+

阴离子

SO42 、OH

    下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C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电极质量增加了16g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图如上。据此回答下列问题:

   (1)M为电源的     极(填写“正”或“负”)

电极b上发生的电极反应为                             

   (2)计算电极e上生成的气体在标准状态下的体积:           

   (3)写出乙烧杯的电解池反应

   (4)如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?

 

   (5)若经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加了16g,要使丙恢复到原来的状态,操作是                 

 

【答案】

 【解析】(1)乙中c电极质量增加,则c处发生的反应为:Cu2++2e=Cu,即c处为阴极,由此可推出b为阳极,a为阴极,M为负极,N为正极。测得乙中c电极质量增加了16g

    有金属析出的是Cu2+,其他的都不可能,而Cu2+只有和SO42结合,可以确定为B为硫酸铜;由常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图,可以确定在A为KOH或NaOH,

    C为K2SO4或Na2SO4。甲中为KOH或NaOH,相当于电解H2O,阳极b处为阴离子OH放电,即4OH-4e=2H2O + O2↑。

   (2)当乙中有16gCu析出时,转移的电子为0.5mol,2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。而整个电路是串联的,故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。丙中为K2SO4或Na2SO4,相当于电解水,由方程式2H2O2H2↑+O2↑可知,生成2molH2,转移4mol电子,所以当整个反应中转移0.5mol电子时,生成的H2为0.25mol,标况下的体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L。甲和丙烧杯中消耗水0.25mol,若要恢复到原来的状态操作是向烧杯中加4.5g水

   (4)铜全部析出后,电解质变为H2SO4,所以电解反应仍能进行。

    答案:(1) 负(1分); 4OH-4e=2H2O + O2↑(2分)

   (2)5.6 L (2分)

   (3)2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4(2分)

   (4)能,因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应变为电解水的反应(3分)

   (5)向丙烧杯中加4.5g水(2分)

 

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[  ]

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电极b上发生的电极反应为                             

  (2)计算电极e上生成的气体在标准状态下的体积:           

  (3)写出乙烧杯的电解池反应

  (4)如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?

 

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