Question

8．用如图装置实验，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极为负极；请分别写出b极和c极上发生的电极反应式：
b极4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
c极Cu²⁺+2e^-=Cu
（2）c极上析出固体铜的质量为16g
（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0.10mol．

Answer 1

分析 （1）A、B为电解池，电解时，c电极上有Cu析出，则c为阴极，电解质溶液中的铜离子放电生成单质铜，d为阳极，A、B为串联，所以a是阴极、b是阳极，阴离子氢氧根离子放电，生成氧气，电极反应式为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，P是负极、Q是正极；
（2）A杯是电解水，A杯中溶液的质量减少4.5g，所以水的质量减少4.5g，物质的量为：$\frac{4.5g}{18g/mol}$=0.25mol，析出氧气物质的量为$\frac{0.25mol}{2}$=0.125mol，根据转移电子数相等计算c电极析出金属质量；
（3）a电极是阴极，阴极上析出氢气，根据转移电子相等进行计算．

解答 解：（1）A、B为电解池，电解时，c电极上有Cu析出，则c为阴极，电解质溶液中的铜离子放电生成单质铜，d为阳极，A、B为串联，所以a是阴极、b是阳极，阴离子氢氧根离子放电，生成氧气，电极反应式为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，P是负极、Q是正极，
故答案为：负，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）水的质量减少4.5g，物质的量为：$\frac{4.5g}{18g/mol}$=0.25mol，析出氧气物质的量为0.125mol，根据4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑得转移电子的物质的量=0.125mol×4=0.5mol，串联电路中转移电子相等，所以析出Cu的质量=$\frac{0.5mol}{2}$×64g/mol=16g，
故答案为：16；
（3）a电极是阴极，阴极上析出氢气，a极制得氢气0.050mol，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．