如图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、一定量的CuSO4溶液和10

1个回答

  • 解题思路:(1)①乙中C电极质量增加,则c处发生的反应为:Cu2++2e-=Cu,即C处为阴极,由此可推出b为阳极,a为阴极,M为负极,N为正极.丙中为K2SO4,相当于电解水,设电解的水的质量为x.由电解前后溶质质量相等有,100×10%=(100-x)×10.47%,得x=4.5g,故为0.25mol.由方程式2H2+O2═2H2O可知,生成2molH2O,转移4mol电子,所以整个反应中转化0.5mol电子,而整个电路是串联的,故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的;②甲中为NaOH,相当于电解H2O,阳极b处为阴离子OH-放电,即4OH--4e-=2H2O+O2↑;③转移0.5mol电子,则生成O2为0.5/4=0.125mol,标况下的体积为0.125×22.4=2.8L;(2)电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性,向电解后的溶液中加入碱式碳酸铜能恢复原溶液,碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳,溶液质量增加的量是氧化铜和水,所以实际上电解硫酸铜溶液分两个阶段:第一阶段2CuSO4+2H2O 通电 . 2Cu↓+O2↑+2H2SO4,第二阶段:2H2O 通电 . 2H2↑+O2↑,将碱式碳酸铜化学式改变为2CuO•H2O•CO2,所以加入0.1molCu2(OH)2CO3 就相当于加入0.2molCuO和0.1mol水,根据氧化铜和水的量计算即可.

    (1)①乙杯中c质量增加,说明Cu沉积在c电极上,电子是从b-c移动,M是负极,N为正极,故答案为:正极;

    ②甲中为NaOH,相当于电解H2O,阳极b处为阴离子OH-放电,即4OH--4e-=2H2O+O2↑,故答案为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;

    ③丙中为K2SO4,相当于电解水,设电解的水的质量为x.由电解前后溶质质量相等有,100×10%=(100-x)×10.47%,得x=4.5g,故为0.25mol.由方程式2H2+O2═2H2O可知,生成2molH2O,转移4mol电子,所以整个反应中转化0.5mol电子,则生成O2为0.5/4=0.125mol,标况下的体积为0.125×22.4=2.8L,故答案为:2.8L;

    (2)电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性,向电解后的溶液中加入碱式碳酸铜能恢复原溶液,碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳,溶液质量增加的量是氧化铜和水,所以实际上电解硫酸铜溶液分两个阶段:

    第一阶段2CuSO4+2H2O

    通电

    .

    2Cu↓+O2↑+2H2SO4

    第二阶段:2H2O

    通电

    .

    2H2↑+O2↑,

    将碱式碳酸铜化学式改变为2CuO•H2O•CO2,所以加入0.1molCu2(OH)2CO3 就相当于加入0.2molCuO和0.1mol水,

    第一阶段:根据铜原子守恒知,电解硫酸铜溶液析出n(Cu)=n(CuO)=0.2mol,转移电子的物质的量=0.2mol×2=0.4mol;

    第二阶段:电解生成0.1mol水转移电子的物质的量=0.1mol×2=0.2mol,

    所以解过程中共转移的电子数为0.4mol+0.2mol=0.6mol,

    故答案为:0.6.

    点评:

    本题考点: 原电池和电解池的工作原理.

    考点点评: 本题为电化学知识的综合应用,做题时要注意根据电极反应现象判断出电解池的阴阳级,进而判断出电源的正负极,要注意三个电解池为串联电路,各电极上得失电子的数目相等.做题时要正确写出电极方程式,准确判断两极上离子的放电顺序.