Question

10．將含有CuSO₄、NaCl、KNO₃各1mol的溶液分別置于甲、乙、丙三個(gè)燒杯中進(jìn)行電解（電極均為石墨且質(zhì)量相等），如圖1所示．接通電源一段時(shí)間后，b電極質(zhì)量增加；常溫下，三個(gè)燒杯中溶液的pH隨通電時(shí)間的變化如圖2．
（1）M是直流電源的正極；（填“正”或“負(fù)”）
（2）乙燒杯內(nèi)若滴入酚酞試液，則在d極區(qū)域先出現(xiàn)紅色；（填“c”或“d”）
（3）0～t₁秒內(nèi)，e電極上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為5.6L，t₁秒時(shí)，電極b、c的質(zhì)量差為32g；
（4）t₂秒時(shí)，若將直流電源正、負(fù)極對調(diào)，則電解至各電極質(zhì)量均不再發(fā)生變化的過程中，a電極涉及到的電極反應(yīng)式為2H⁺+2e-=H₂↑，Cu²⁺+2e^-=Cu．

Answer 1

分析 接通電源一段時(shí)間后，b電極質(zhì)量增加，應(yīng)析出金屬，則b為陰極，a為陽極，可知M為正極、N為負(fù)極，c、e為陽極，d、f陰極，
（1）M為正極，；
（2）c為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，d是陰極，氫離子得電子產(chǎn)生氫氣；
（3）由圖2可知t₁s時(shí)乙中1molCl^-完全放電，轉(zhuǎn)移1mol電子，e電極上生成的氣體為氧氣，發(fā)生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，b電極發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu；
（4）t₂s時(shí)，若將直流電源正、負(fù)極端對調(diào)，a首先析出氫氣，然后析出銅．

解答 解：接通電源一段時(shí)間后，b電極質(zhì)量增加，應(yīng)析出金屬，則b為陰極，a為陽極，可知M為正極、N為負(fù)極，c、e為陽極，d、f陰極，
（1）M是直流電源的正極，故答案為：正；
（2）c為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，d是陰極，氫離子得電子產(chǎn)生氫氣，該電極附近氫氧根離子濃度增加，顯示堿性，遇到酚酞顯示紅色，
故答案為：d；
（3）由圖2可知t₁s時(shí)乙中1molCl^-完全放電，轉(zhuǎn)移1mol電子，e電極上生成的氣體為氧氣，發(fā)生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，生成氧氣的物質(zhì)的量為0.25mol，體積為0.25mol×22.4L/mol=5.6L，b電極發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，生成0.5molCu，質(zhì)量為0.5mol×64g/mol=32g，則電極b、c的質(zhì)量差為32g，
故答案為：5.6；32；
（4）t₂s時(shí)，若將直流電源正、負(fù)極端對調(diào)，甲電解質(zhì)溶液為硫酸，a為陰極，首先析出氫氣，然后析出銅，電極方程式為：2H⁺+2e^-=H₂↑、Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑、Cu²⁺+2e^-=Cu．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生電解池的工作原理知識，明確圖中電源的正負(fù)極確定電解池的陰陽極是解答的關(guān)鍵，并熟悉電極反應(yīng)及離子的放電順序來解答，題目難度中等．