A、B、C三种强电解质,它们在水中电离出的离子如下表所示:
阳离子 | Na+、K+、Cu2+ |
阴离子 | SO42-、OH- |
如图1所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯中依次盛放足量的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16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。请回答下列问题:
(1)M为直流电源的________极,b电极上发生的电极反应为________。
(2)计算e电极上生成的气体在标准状况下的体积为________________。
(3)写出乙烧杯中的总反应的离子方程式:_________________________________。
(4)要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态,需要进行的操作是(写出要加入的物质和质量)______________________________。
(1)负 4OH--4e-=2H2O+O2↑
(2)5.6 L
(3)2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑
(4)水、4.5 g
根据题意,乙中为CuSO4溶液,c电极为阴极,M为负极,N为正极。丙为Na2SO4或K2SO4,甲为NaOH或KOH溶液,b为阳极,电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑。
(2)e电极为阴极,电极反应式为2H++2e-=H2↑,其在标准状况下的体积为×22.4 L·mol-1=5.6 L。
(3)2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑。
(4)电解Na2SO4或K2SO4溶液,实质是电解水,所以应向丙烧杯中加水,其质量为4.5 g。