分析:甲池是原電池做電源,發(fā)生的反應(yīng)為:Pb+PbO
2+2H
2SO
4 2PbSO
4+2H
2O;乙丙丁是電解池,閉合K,發(fā)現(xiàn)G電極附近的溶液變紅,說明G電極是電解池的陰極,H是電解池的陽極;所以A為正極,B為負(fù)極;C電極為陰極,D為陽極;E電極為陰極,F(xiàn)為陽極;20min后,將K斷開,此時C、D兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同,
C電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為:Cu
2++2e
-=Cu;2H
++2e
-=H
2↑
D電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為:4OH
--4e
-=2H
2O+O
2↑
(1)依據(jù)分析判斷電極名稱;
(2)電解過程是電解水,要使丙硫酸鋁溶液恢復(fù)到原來的濃度,需加入的物質(zhì)是水;
(3)到20min時,電路中通過電子的物質(zhì)的量可以依據(jù)電極反應(yīng)中電子守恒計算得到;
(4)0~20min,H電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為H是電解池的陽極,依據(jù)電子守恒先反應(yīng)的是:2Cl
--2e
-=Cl
2↑Cl
-物質(zhì)的量為0.2mol,和電子轉(zhuǎn)移總數(shù)比較判斷離子放電的反應(yīng).
解答:
解:依據(jù)題干信息和圖示可知,甲池是原電池做電源,發(fā)生的反應(yīng)為:Pb+PbO
2+2H
2SO
4 2PbSO
4+2H
2O;乙丙丁是電解池,閉合K,發(fā)現(xiàn)G電極附近的溶液變紅,說明G電極是電解池的陰極,H是電解池的陽極;所以A為正極,B為負(fù)極;C電極為陰極,D為陽極;E電極為陰極,F(xiàn)為陽極;20min后,將K斷開,此時C、D兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同,
C電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為:Cu
2++2e
-=Cu;2H
++2e
-=H
2↑
D電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為:4OH
--4e
-=2H
2O+O
2↑
(1)A電極是鉛蓄電池的正極,正極的電極材料是PbO
2;故答案為:PbO
2;
(2)電解過程是電解水,要使丙硫酸鋁溶液恢復(fù)到原來的濃度,需加入的物質(zhì)是水;故答案為:H
2O;
(3)20min后,將K斷開,此時C、D兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同,溶液中銅離子物質(zhì)的量為0.1mol,設(shè)生成氫氣物質(zhì)的量為x,則氧氣物質(zhì)的量為x,結(jié)合電極上電子守恒計算得到:
C電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為:Cu
2++2e
-=Cu;2H
++2e
-=H
2↑
D電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為:4OH--4e
-=2H
2O+O
2↑
4x=2x+0.1×2
x=0.1mol,所以電路中電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為0.4mol,故答案為:0.4mol;
(4)0~20min,H電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為H是電解池的陽極,依據(jù)電子守恒先反應(yīng)的是:2Cl
--2e
-=Cl
2↑Cl
-物質(zhì)的量為0.2mol,轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為0.2mol,溶液中電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為0.4mol,所以溶液中氫離子繼續(xù)放電,電極反應(yīng)為2H
++2e
-=H
2↑;故答案為:2Cl
--2e
-=Cl
2↑;2H
++2e
-=H
2↑.