A、B、C三种强电解质,它们在水中电离出的离子如表所示: 阳离子Na

ABC三种强电解质,它们在水中电离出的离子如表所示:

阳离子

Na+K+Cu2+

阴离子

SOOH

如图1所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放250mL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8g.常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图如图2.据此回答下列问题:

1M为电源的  极(填写).

2)计算电极e上生成的气体在标准状况下的体积为  

3B溶液中的溶质为  .电解后,乙烧杯中溶液的pH=  . 若在B溶液中事先滴加紫色石蕊试液,  极(填写“c”“d”)先变红.

答案

【考点】原电池和电解池的工作原理.

【专题】电化学专题.

【分析】测得乙中c电极质量增加了16g,由表可知乙中含有Cu2+,结合离子的共存可知,BCuSO4,丙中pH不变,则C为硫酸钠或硫酸钾,甲中pH增大,则AKOHNaOHc电极析出Cu,由铜离子在阴极得电子生成Cu可知c为阴极,则d为阳极,M为负极,N为正极,b为阳极,a为阴极;

1c电极析出Cu,所以c为阴极,则M为负极;b为阳极,电极上是氢氧根离子失电子生成氧气;

2)根据生成的Cu的量求出转移的电子的物质的量,再根据电子守恒求出e上生成的气体的量;

3BCuSO4,已知nCu==0.125mol,根据电解方程式计算氢离子的物质的量和浓度,再求出pH;紫色石蕊在酸性溶液中变红色,结合溶液中离子放电分析.

【解答】解:测得乙中c电极质量增加了16g,由表可知乙中含有Cu2+,结合离子的共存可知,BCuSO4,丙中pH不变,则C为硫酸钠或硫酸钾,甲中pH增大,则AKOHNaOHc电极析出Cu,由铜离子在阴极得电子生成Cu可知c为阴极,则d为阳极,M为负极,N为正极,b为阳极,a为阴极;

1c电极析出Cu,由铜离子在阴极得电子生成Cu可知c为阴极,则M为负极,N为正极;b与正极相连,则b为阳极,所以b电极上是氢氧根离子失电子生成氧气,其电极反应式为:4OH4e=2H2O+O2

故答案为:负;

2e与电源负极相连为阴极,则e电极上是氢离子得电子生成氢气,已知nCu==0.125mol,由Cu2eH2可知生成标况下氢气的体积为0.125mol×22.4L/mol=2.8L

故答案为:2.8L

3)由分析可知,BCuSO4,电解硫酸铜溶液时,阳极上氢氧根离子放电生成氧气、阴极上铜离子放电生成Cu,离子方程式为2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+,已知nCu==0.125mol,则生成nH+=0.2mol,所以cH+==1mol/L,溶液的pH=0;电解时氢氧根离子在阳极放电,所以在阳极生成氢离子,所以阳极先变红色,即d极变红色;

故答案为:CuSO40d

【点评】本题考查了电解原理,明确发生的电极反应、电解反应及图象的分析是解答本题的关键,注意利用乙推出各物质及电源的正负极是解答的突破口,题目难度中等.

 

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