Question

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	SO   2- 4 、OH-

如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯分别盛放足量的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的关系如图．据此回答下列问题：

（1）M为电源的

负

极（填写“正”或“负”）；电极b上发生的电极反应式为

4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

．
（2）计算电极e上生成的气体在标准状况下的体积

5.6L

．
（3）写出乙烧杯中发生电解的总反应化学方程式

2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄

．
（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

能

（填写“能”或“否”）原因为

电解硫酸溶液

．
（5）此时要使丙中溶液恢复到原来的状态，操作是

加入4.5g水

．

Answer 1

分析：测得乙中c电极质量增加了16g，则乙中含有Cu²⁺，结合离子的共存可知，B为CuSO₄，丙中pH不变，则C为硫酸钠或硫酸钾，甲中pH增大，则A为KOH或NaOH，
（1）乙中c电极铜离子得电子，则c为阴极，即M为电源负极，则b为阳极，碱溶液中OH^-放电；
（2）e电极上氢离子放电生成氢气，利用Cu～2e^-～H₂↑来计算；
（3）乙烧杯中为惰性电极电解硫酸铜溶液；
（4）B溶液中的金属离子全部析出，电解质为硫酸，能电解；
（5）丙中电解质为硫酸钠或硫酸钾，实质为电解水．

解答：解：测得乙中c电极质量增加了16g，则乙中含有Cu²⁺，结合离子的共存可知，B为CuSO₄，丙中pH不变，则C为硫酸钠或硫酸钾，甲中pH增大，则A为KOH或NaOH，
（1）乙中c电极铜离子得电子，则c为阴极，即M为电源负极，则b为阳极，碱溶液中OH^-放电，电极反应为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，故答案为：负；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（2）e电极上氢离子放电生成氢气，n（Cu）=

16g

64g/mol

=0.25mol，由Cu～2e^-～H₂↑可知生成标况下氢气的体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故答案为：5.6L；
（3）乙烧杯中为惰性电极电解硫酸铜溶液，总反应为2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
故答案为：2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
（4）B溶液中的金属离子全部析出，电解质为硫酸，电解时溶液中的氢离子、氢氧根离子放电，能继续电解，
故答案为：能；电解硫酸溶液；
（5）丙中电解质为硫酸钠或硫酸钾，实质为电解水，由电子守恒可知H₂O～2e^-～Cu，则要恢复原状，加0.25mol×18g/mol=4.5g水，故答案为：加入4.5g水．

点评：本题考查电解原理，明确发生的电极反应、电解反应及图象的分析是解答本题的关键，注意利用乙推出各物质及电源的正负极是解答的突破口，题目难度中等．