Question

3．如圖所示為相互串聯(lián)的甲、乙兩個(gè)電解池，試回答：
（1）若甲池利用電解原理在鐵上鍍銀，則A極的電極材料為鐵，應(yīng)選用的電解質(zhì)溶液是AgNO₃，B極的電極反應(yīng)式為Ag-e^-=Ag⁺．
（2）乙池中若滴入少量酚酞試液，開始電解一段時(shí)間，電極附近呈紅色的是鐵極．（填“鐵”或“石墨”）
（3）若甲池陰極質(zhì)量變化為43.2克，則乙槽中陽(yáng)極上放出的氣體在標(biāo)況下的體積是4480 ml．忽略乙槽中溶液體積的變化，則電解后所得溶液的物質(zhì)的量濃度為1mol/L，其PH值等于14．（不考慮氣體在水中的溶解）．

Answer 1

分析 根據(jù)電源的正負(fù)極可判斷A、B、Fe、石墨分別為電解池的陰極、陽(yáng)極、陰極、陽(yáng)極，在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，在陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，乙池反應(yīng)中陰極：2H₂O+2e^-═H₂↑+20H^-，陽(yáng)極：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，若甲為用電解原理給鐵片鍍銀的裝置，陰極反應(yīng)為：Ag⁺+e^-=Ag，陽(yáng)極反應(yīng)為：Ag-e^-=Ag⁺，電解質(zhì)溶液應(yīng)選與鍍層具有相同金屬離子的可溶性鹽溶液，根據(jù)電極反應(yīng)以及兩個(gè)串聯(lián)電解池轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相等計(jì)算．

解答 解：根據(jù)電源的正負(fù)極可判斷A、B、Fe、C分別為電解池的陰極、陽(yáng)極、陰極、陽(yáng)極，在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，在陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，
（1）在鐵片上鍍銀時(shí)，鍍層金屬銀為電解池的陽(yáng)極，陽(yáng)極上的電極反應(yīng)式為Ag-e^-=Ag⁺，鍍件金屬鐵為電解池的陰極，陰極上的電極反應(yīng)式Ag⁺+e^-=Ag，電解質(zhì)溶液含有鍍層金屬離子，應(yīng)為可溶性硝酸銀溶液．
故答案為：鐵；AgNO₃；Ag-e^-=Ag⁺；
（2）乙池中是電解飽和食鹽水，溶液中的氫離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，破壞了水的電離平衡，氫氧根離子濃度增大，遇酚酞變紅；是Fe電極附近變紅；
故答案為：鐵；
（3）甲槽陰極反應(yīng)為Ag⁺+e^-=Ag，陰極增重43.2g，應(yīng)為銀的質(zhì)量，n=$\frac{43.2g}{108g/mol}$=0.4 mol，
轉(zhuǎn)移的電子為0.04mol，兩個(gè)電解池串聯(lián)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等，乙槽陽(yáng)極反應(yīng)為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，轉(zhuǎn)移的電子為0.4mol時(shí)，在陽(yáng)極上生成氣體的物質(zhì)的量為0.2mol，放出氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.2mol×22.4L/mol=4.48L=4480mL．
乙池的電池反應(yīng)式為2NaCl+2H₂O=Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，所以新生成的溶質(zhì)為氫氧化鈉，設(shè)氫氧化鈉的物質(zhì)的量為x，則
   2NaCl+2H₂O=Cl₂↑+2NaOH+H₂↑  轉(zhuǎn)移電子
                                 2mol           2mol
                                  x            0.4mol 
所以x=0.4mol
氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度C=$\frac{0.4mol}{0.4L}$=1mol/L，c（H⁺ ）=$\frac{Kw}{C（O{H}^{-}）}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{1}$mol/L=1×10^-14mol/L，則pH=14，
故答案為：4480； 1mol/L；14．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電解池的工作原理，為高考常見題型和高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，題目難度不大，本題注意電極反應(yīng)式的書寫以及串聯(lián)電解池轉(zhuǎn)移電子相等的特點(diǎn)．