Question

【題目】下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、100 g 16.0%的的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。

接通電源，經過一段時間后，測得丙中K2SO4的質量分數為12.20%，乙中c電極質量增加。據此回答問題：

（1）電源的N端為________極。

（2）電極b上發生的電極反應式為____________________________________________

（3）電極b上生成的氣體在標準狀況下的體積_________________。

（4）電極c的質量變化是________g。

Answer 1

【答案】正4OH-—4 e-=2H2O+O211.2L64

【解析】

（1）乙中C電極質量增加，則c處發生的反應為：Cu2++2e-=Cu，即C處為陰極，由此可推出b為陽極，a為陰極，M為負極，N為正極；
（2）甲中為NaOH，相當于電解H2O，陽極b處為陰離子OH-放電，即4OH--4e-=2H2O+O2↑；
（3）根據轉移電子的量，結合電極反應式進行計算即可；
（4）結合Cu2++2e-=Cu反應，根據轉移電子的量，計算銅的質量。

（1）乙杯中c質量增加，說明Cu沉積在c電極上，電子是從b-c移動，M是負極，N為正極，因此，本題正確答案是：正。
（2）甲中為NaOH，相當于電解H2O，陽極b處為陰離子OH-放電，即4OH--4e-=2H2O+O2↑，因此，本題正確答案是：4OH--4e-=2H2O+O2↑。

（3）丙中為K2SO4，相當于電解水，設電解的水的質量為x．由電解前后溶質質量相等有，100×10%=（100-x）×12.2%，得x=18g，故為1mol；由方程式2H2+O2═2H2O可以知道，生成2molH2O，轉移4mol電子，所以整個反應中轉化2mol電子，則生成O2為2×1/4=0.5mol，標況下的體積為0.5×22.4=11.2L；因此，本題正確答案是：11.2L。
（4）整個電路是串聯的，所以每個燒杯中的電極上轉移電子數是相等的，根據電極反應：Cu2++2e-=Cu，可以知道轉移2mol電子生成的m（Cu）=64×1=64g；因此，本題正確答案是：64。