Question

如圖所示裝置中，甲乙丙三個(gè)燒杯依次分別盛放KCl溶液，CuSO₄溶液、K₂SO₄溶液的混合液，AgNO₃溶液，a、b、c、d均為石墨電極，e為銅極，f為銀極，若電解5min時(shí)，測(cè)得銅極的質(zhì)量增加了2.16g．
（1）電源的N極為

 

極；
（2）電極d上發(fā)生的電極反應(yīng)為：

 

；
（3）通電5min，乙中共收集到224mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），溶液體積為200mL，（電解前后溶液的體積變化忽略不計(jì)），則通電前c（CuSO₄）=

 

；
（4）若A中KCl溶液的體積也是200mL，則電解后溶液的pH=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：a、b、c、d均為石墨電極，e為銅極，f為銀極，若電解5min時(shí)，測(cè)得銅極的質(zhì)量增加了2.16g，可說(shuō)明e為陰極，則f為陽(yáng)極，說(shuō)明M為負(fù)極，N為正極，a為陰極，生成氫氣和氧化鈉，b為陽(yáng)極，生成氯氣，c為陰極，生成銅，g為陽(yáng)極，生成氧氣，結(jié)合電極方程式解答該題．

解答： 解：（1）a、b、c、d均為石墨電極，e為銅極，f為銀極，若電解5min時(shí)，測(cè)得銅極的質(zhì)量增加了2.16g，可說(shuō)明e為陰極，則f為陽(yáng)極，說(shuō)明M為負(fù)極，N為正極，
故答案為：正；
（2）乙為CuSO₄溶液、K₂SO₄溶液的混合液，d為陽(yáng)極，生成氧氣，電極方程式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（3）銅極的質(zhì)量增加了2.16g，發(fā)生Ag⁺+e^-=Ag，n（Ag）=

2.16g

108g/mol

=0.02mol，轉(zhuǎn)移0.02mol電子，
乙中共收集到224mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），物質(zhì)的量為

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，陽(yáng)極發(fā)生4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，應(yīng)生成n（O₂）=

0.02

4

mol=0.005mol，則陰極先析出銅，發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，然后發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，且n（H₂）=0.01mol-0.005mol=0.005mol，生成0.005mol氫氣轉(zhuǎn)移電子0.01mol，則析出銅轉(zhuǎn)移0.01mol電子，
所以n（Cu²⁺）=0.005mol，則通電前c（CuSO₄）=

0.005mol

0.2L

=0.025mol/L，
（4）電子轉(zhuǎn)移0.02mol，甲池是電解飽和KCl溶液，電解反應(yīng)的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O

電解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，則n（OH^-）=0.02mol，c（OH^-）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，pH=13，
故答案為：13．

點(diǎn)評(píng)：本題為電化學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，做題時(shí)要注意根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷出電解池的陰陽(yáng)級(jí)，進(jìn)而判斷出電源的正負(fù)極，要注意三個(gè)電解池為串聯(lián)電路，各電極上得失電子的數(shù)目相等．做題時(shí)要正確寫出電極方程式，準(zhǔn)確判斷兩極上離子的放電順序．