Question

如圖所示裝置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，甲、乙中的溶液都是1mol?L^-1 500mL（假設(shè)通電前后溶液體積不變），A、B為外接直流電源的兩極．將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色．請(qǐng)回答：
（1）若甲、乙裝置中的各電極均只有一種單質(zhì)生成時(shí)，對(duì)應(yīng)各單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為（按圖中從左到右的順序）

 

．
（2）現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀，則H應(yīng)該是

 

（填“鍍層金屬”或“鍍件”），電鍍液是

 

溶液．當(dāng)乙中溶液的pH是13時(shí)，丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量為

 

，甲中溶液的pH是

 

．
（3）若將C電極換為鐵，其他裝置都不變，則甲中發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（4）丁中X、Y兩極附近的顏色變化情況是

 

，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）C、D、E、F電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等，結(jié)合電極反應(yīng)式根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)可計(jì)算生成的單質(zhì)的量；
（2）電鍍裝置中，鍍層金屬必須做陽(yáng)極，鍍件做陰極，電鍍液含有鍍層金屬陽(yáng)離子；
根據(jù)乙中氫氧根離子的濃度計(jì)算其物質(zhì)的量，結(jié)構(gòu)電極反應(yīng)式計(jì)算轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量，各個(gè)電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是相等的，據(jù)此計(jì)算丙中析出Ag的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量；電解硫酸銅的過(guò)程中水放電生成氧氣，有硫酸生成，根據(jù)得失電子守恒生成氫離子為

5.4

108

=0.05mol，則氫離子濃度為：

0.05

0.5

=0.1mol/L，所以甲中溶液的pH=1；
（3）鐵電極做陽(yáng)極則該電極放電的是金屬鐵本身；
（4）膠體的膠粒帶點(diǎn)電，根據(jù)氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷，氫氧化鐵膠體粒子從陽(yáng)極移向陰極來(lái)分析；

解答： 解：將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色，說(shuō)明F極顯堿性，是氫離子在該電極放電，所以F極是陰極，B為電源負(fù)極、A為電源正極，可得出D、F、H、Y均為陰極，C、E、G、X均為陽(yáng)極；
（1）C、D、E、F電極發(fā)生的電極反應(yīng)分別為：4OH^-═O₂↑+2H₂O+4e^-、Cu²⁺+2e^-═Cu、2Cl^-═Cl₂↑+2e^-、2H⁺+2e^-═H₂↑，當(dāng)各電極轉(zhuǎn)移電子均為1mol時(shí)，生成單質(zhì)的量分別為：0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，所以單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為1：2：2：2；
故答案為：1：2：2：2；
（2）電鍍裝置中，鍍層金屬必須做陽(yáng)極，鍍件做陰極，所以H應(yīng)該是鍍件，電鍍液含有鍍層金屬陽(yáng)離子，故電鍍液為AgNO₃溶液；
當(dāng)乙中溶液的c（OH^-）=0.1mol?L^-1時(shí)（此時(shí)乙溶液體積為500mL），根據(jù)電極反應(yīng)2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，則放電的氫離子的物質(zhì)的量為：0.1mol/l×0.5L=0.05mol，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.05mol電子時(shí)，丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量=108g/mol×0.05mol=5.4g，
電解硫酸銅的過(guò)程中水放電生成氧氣，有硫酸生成，所以根據(jù)得失電子守恒生成氫離子為

5.4

108

=0.05mol，則氫離子濃度為：

0.05

0.5

=0.1mol/L，所以甲中溶液的pH=1，
故答案為：鍍件；AgNO₃；5.4g；1；
（3）C電極換為鐵，則陽(yáng)極鐵失電子，陰極銅離子得電子，電解池反應(yīng)為：Fe+Cu²⁺

通電  .

Cu+Fe²⁺，
故答案為：Fe+Cu²⁺

通電  .

Cu+Fe²⁺；
（4）因?yàn)闅溲趸�鐵膠體粒子帶正電荷，氫氧化鐵膠體粒子從陽(yáng)極移向陰極，所以X極是陽(yáng)極，該電極顏色逐漸變淺，Y極是陰極，該電極顏色逐漸變深，故答案為：X電極顏色逐漸變淺，Y電極顏色逐漸變深；氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷，氫氧化鐵膠體粒子從陽(yáng)極移向陰極；

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生有關(guān)電解池的工作原理知識(shí)，綜合性很強(qiáng)，難度較大，要求學(xué)生熟記教材知識(shí)，學(xué)以致用．