Question

如圖裝置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，甲、乙中溶液的體積和濃度都相同（假設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．
請回答：
（1）A極是電源的

 

，一段時間后，甲中溶液顏色

 

，丁中X極附近的顏色逐漸變淺，Y極附近的顏色逐漸變深，這表明

 

．
（2）若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質生成時，對應單質的物質的量之比為

 

．
（3）現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀，則G應該是

 

（填“鍍層金屬”或“鍍件”），電鍍液是

 

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

 

．
（5）電解一段時間后取出電極．向甲裝置的溶液中加入19.6g的Cu（OH）₂，充分反應后所得溶液與電解前相同，則電解時電路中通過電子的物質的量是

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色，可知道氫離子在該電極放電，所以F即是陰極，并得到其他各個電極的名稱，硫酸銅中銅離子減少導致溶液顏色的變化，膠體的膠粒帶點電，即電泳實驗證明的結論；
（2）C、D、E、F電極轉移的電子數(shù)目相等，根據(jù)轉移電子數(shù)可計算生成的單質的量；
（3）電鍍裝置中，鍍層金屬必須做陽極，鍍件做陰極，各個電極上轉移的電子數(shù)是相等的；
（4）鍍層金屬做陽極，含有鍍層金屬離子的鹽溶液為電鍍液；
（5）根據(jù)電解池的工作原理，要想讓電解后的電解質復原，則遵循的原則是：出什么加什么，加入 Cu（OH）₂后溶液與電解前相同，則銅離子和氫氧根放電．

解答： 解：將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色，說明F極顯堿性，是氫離子在該電極放電，所以F即是陰極，可得出D、F、H、Y均為陰極，C、E、G、X均為陽極，A是電源的正極，B是負極；
（1）A是電源的正極，B電極是電源的負極，在A池中，電解硫酸銅的過程中，銅離子逐漸減少，導致溶液顏色變淺，Y極是陰極，該電極顏色逐漸變深，說明氫氧化鐵膠體向該電極移動，異性電荷相互吸引，所以氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷，
故答案為：正極；逐漸變淺；氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷；
（2）C、D、E、F電極發(fā)生的電極反應分別為：4OH^-═O₂↑+2H₂O+4e^-、Cu²⁺+2e^-═Cu、2Cl^-═Cl₂↑+2e^-、2H⁺+2e^-═H₂↑，當各電極轉移電子均為1mol時，生成單質的量分別為：0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，所以單質的物質的量之比為1：2：2：2，
故答案為：1：2：2：2；
（3）電鍍裝置中，鍍層金屬必須做陽極，鍍件做陰極，所以G應該是鍍層金屬，含有鍍層金屬離子的鹽溶液為電鍍液，則電鍍液是AgNO₃溶液，
故答案為：鍍層金屬；AgNO₃；
（4）C電極換為鐵，則陽極鐵失電子，陰極銅離子得電子，電解池反應為：Fe+Cu²⁺

通電  .

Cu+Fe²⁺，
故答案為：Fe+Cu²⁺

通電  .

Cu+Fe²⁺；
（5）以惰性電極電解CuSO₄溶液的電解原理方程式是：2Cu²⁺+2H₂O

通電  .

2Cu+4H⁺+O₂↑，加入19.6g （即0.2mol）Cu（OH）₂（相當于CuO和H₂O）后溶液與電解前相同，根據(jù)銅元素守恒，所以析出金屬銅的物質的量是0.2mol，陰極反應是：2Cu²⁺+4e^-→2Cu，當析出金屬銅的物質的量是0.2mol時，則轉移的電子是0.4mol，當電解掉0.2mol水時，轉移電子是0.4mol，總共轉移電子是0.8mol；
故答案為：0.8mol．

點評：本題考查學生有關電解池的工作原理知識，綜合性很強，難度中等，側重于考查學生對基礎知識的綜合應用能力，要求學生熟記教材知識，學以致用．