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	S、OH-

如图1所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯中依次盛放足量的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16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。请回答下列问题:

(1) M为直流电源的   极,b电极上发生的电极反应为            。
(2)计算e电极上生成的气体在标准状况下的体积为           。
(3)写出乙烧杯中的总反应的离子方程式:                   。
(4)要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态,需要进行的操作是(写出要加入的物质和质量)             。

Answer 1

(1)负 4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
(2)5.6 L (3) 2Cu²⁺+2H₂O2Cu+4H⁺+O₂↑
(4)向丙烧杯中加4.5 g水

乙中c电极质量增加了16 g,说明c电极上有铜析出,所以c电极是阴极,则M是负极。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示,甲溶液pH增大,所以甲中盛放的只能是碱,乙中pH降低且有铜生成,说明该溶液是硫酸铜溶液,丙中溶液的pH不变,说明电解的是水且溶液的浓度增大对其pH无影响,所以是强酸强碱盐。(1)M是负极,则b是阳极,阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气,所以电极反应式为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑。(2)e是阴极,e上氢离子得电子生成氢气,根据转移电子数相同
～～,生成16 g铜转移电子0.5 mol,所以生成氢气的体积标准状况下是5.6 L。 (3)电解硫酸铜溶液时析出铜和氧气,同时生成硫酸,电池反应式为 2Cu²⁺+2H₂O2Cu+4H⁺+O₂↑。(4)丙烧杯中电解的是水,根据转移电子守恒或关系式2H₂O=2H₂↑+O₂↑～4e^-～2Cu知,电解4.5 g水,所以向丙烧杯中加4.5 g水即可。