Question

如图所示的装置中，甲、乙两烧杯中分别盛放有足量的CuSO₄溶液和100g 10.00%的K₂SO₄溶液，a、b、c、d均为石墨电极．接通电源一段时间后，测得乙中K₂SO₄溶液浓度为10.47%，甲中a电极的质量增加．下列说法正确的是（　　）

• A、甲、乙溶液的pH均减小
• B、电极b上生成气体的体积约为2.8L（标准状况下）
• C、电极d上发生的反应为：2H₂O+2e^-?H₂↑+2OH^-
• D、欲使甲中的溶液恢复至原来的浓度，可加入24.5g的Cu（OH）₂

Answer 1

分析：接通电源一段时间后，测得乙中K₂SO₄溶液浓度为10.47%，实质是电解水；甲池中电解硫酸铜溶液，甲中a电极的质量增加说明电解池中做阴极，电极反应为Cu²⁺+2e^-═Cu，b做阳极电极反应为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，c做阴极，电极反应为，2H⁺+2e^-═H₂↑，d做阳极电极反应为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑．

解答：解：A、甲溶液为硫酸铜溶液电极过程生成硫酸，溶液成酸性，pH减小，乙池电解硫酸钾溶液，实质电解水，溶液浓度增大，溶液pH不变，故A错误；
B、100g 10.00%的K₂SO₄溶液通电电解乙中K₂SO₄溶液浓度为10.47%，依据溶质不变计算电解水的质量为x，则100×10%=（100-x）×10.47%，得到x=4.49g，电解水物质的量=

4.49g

18g/mol

=0.25mol，生成氢气为0.25mol，转移电子为0.5mol，电极b上的电极反应为，4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，生成气体物质的量0.125mol，标准状况的体积约=0.125mol×22.4L/mol=2.8L（标准状况下），故B正确；
C、d做阳极电极反应为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故C错误；
D、甲电解硫酸铜溶液，依据C分析电解过程中电子转移0.5mol，生成硫酸物质的量0.25mol，加入物质和硫酸反应生成0.25mol硫酸铜和0.25mol水，为欲使甲中的溶液恢复至原来的浓度，若加入24.5g的Cu（OH）₂ 物质的量=

24.5g

98g/mol

=0.25mol，Cu（OH）₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O，反应过程中生成的水多出一部分，故D错误；
故选：B．

点评：本题考查了电解池原理的分析应用，主要是电极反应和书写的方法，电子守恒的计算应用，溶液恢复是解题关键，题目难度中等．