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+、K+、Cu2+ |
阴离子 | SO 、OH﹣ |
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:
(1)M为电源的 极(填写“正”或“负”).
(2)计算电极e上生成的气体在标准状况下的体积为 .
(3)B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”或“d”)先变红.

【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,B为CuSO4,丙中pH不变,则C为硫酸钠或硫酸钾,甲中pH增大,则A为KOH或NaOH;c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;
(1)c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;
(3)B为CuSO4,已知n(Cu)=
=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,B为CuSO4,丙中pH不变,则C为硫酸钠或硫酸钾,甲中pH增大,则A为KOH或NaOH;c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;
(1)c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:4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑;
故答案为:负;
(2)e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n(Cu)=
=0.125mol,由Cu~2e﹣~H2↑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,B为CuSO4,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++2H2O
2Cu+O2↑+4H+,已知n(Cu)=
=0.125mol,则生成n(H+)=0.2mol,所以c(H+)=
=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:CuSO4;0;d.
【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.