Question

5．如圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放足量的NaCl溶液、AgNO₃溶液、x溶液，a、b、c、d電極均為石墨電極．接通電源，經(jīng)過一段時間后，乙中c電極質(zhì)量增加．據(jù)此回答問題：
（1）電源的N端為正極；
（2）電極d上發(fā)生的電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（3）甲池中的總反應(yīng)式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（4）當(dāng)電路中有0.04mol電子通過時，a、b、c、d電極上產(chǎn)生的氣體或固體的物質(zhì)的量之比是2：2：4：1；
（5）若利用丙池實現(xiàn)鐵上鍍銅，則“e-f-x溶液”是Fe-Cu-CuSO₄；（要求e、f、x用具體物質(zhì)回答，下同）．若利用丙池實現(xiàn)電解精煉銅，則“e-f-x溶液”是純銅-粗銅-CuSO₄．

Answer 1

分析 （1）接通電源，經(jīng)過一段時間后，乙中c電極質(zhì)量增加，說明c是銀離子放電生成單質(zhì)銀，所以c是陰極，則M是負(fù)極，則N是正極；
（2）電極d是陽極，電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（3）甲池為電解飽和食鹽水，總反應(yīng)式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（4）當(dāng)電路中有0.04mol電子通過時，a是氫離子放電，生成氫氣，b是氯離子放電生成氯氣、c極是銀離子放電生成單質(zhì)銀、d電極是氫氧根離子放電生成氧氣，所以有0.04mol電子通過時產(chǎn)生的氣體或固體的物質(zhì)的量分別是0.02mol、0.02mol、0.04mol、0.01mol；
（5）若利用丙池實現(xiàn)鐵上鍍銅，所以e陰極是鐵，f陽極是銅，電解質(zhì)溶液是硫酸銅，若利用丙池實現(xiàn)電解精煉銅，e陰極是純銅，f陽極是粗銅，電解質(zhì)溶液是硫酸銅，由此分析解答．

解答 解：（1）接通電源，經(jīng)過一段時間后，乙中c電極質(zhì)量增加，說明c是銀離子放電生成單質(zhì)銀，所以c是陰極，則M是負(fù)極，則N是正極，故答案為：正；　
（2）電極d是陽極，電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（3）甲池為電解飽和食鹽水，總反應(yīng)式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，故答案為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（4）當(dāng)電路中有0.04mol電子通過時，a是氫離子放電，生成氫氣，b是氯離子放電生成氯氣、c極是銀離子放電生成單質(zhì)銀、d電極是氫氧根離子放電生成氧氣，所以有0.04mol電子通過時產(chǎn)生的氣體或固體的物質(zhì)的量分別是0.02mol、0.02mol、0.04mol、0.01mol，所以a、b、c、d電極上產(chǎn)生的氣體或固體的物質(zhì)的量之比是2：2：4：1，故答案為：2：2：4：1； 
（5）若利用丙池實現(xiàn)鐵上鍍銅，所以e陰極是鐵，f陽極是銅，電解質(zhì)溶液是硫酸銅，若利用丙池實現(xiàn)電解精煉銅，e陰極是純銅，f陽極是粗銅，電解質(zhì)溶液是硫酸銅，故答案為：Fe-Cu-CuSO₄；純銅-粗銅-CuSO₄．

點評 本題為電化學(xué)知識的綜合應(yīng)用，做題時要注意根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷出電解池的陰陽級，進而判斷出電源的正負(fù)極，要注意三個電解池為串聯(lián)電路，各電極上得失電子的數(shù)目相等，做題時要正確寫出電極方程式，準(zhǔn)確判斷兩極上離子的放電順序．