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）B極是電源的

 

，一段時間后，甲中溶液顏色逐漸變淺，丁中X極附近的顏色逐漸變淺，Y極附近的顏色逐漸變深，這表明氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷，在電場作用下向Y極移動．
（2）若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時，對應單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為

 

．
（3）現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀，則H應該是

 

（填“鍍層金屬”或“鍍件”），電鍍液是

 

溶液．當乙中溶液的pH是13時（此時乙溶液體積為500mL），丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量為

 

，甲中溶液的pH

 

（填“變大”、“變小”或“不變”）．
（4）若將C電極換為鐵，其他裝置都不變，則甲中發(fā)生總反應的離子方程式是

 

．

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）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，F(xiàn)電極附近氫氧根離子濃度增大，溶液呈堿性，則F為陰極，所以C、E、G、X為陽極，D、F、H、Y為陰極，A為正極、B為負極，C電極上氫氧根離子放電、D電極上銅離子放電、E電極上氯離子放電、F電極上氫離子放電；
（2）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計算；
（3）電鍍時，鍍層作陽極、鍍件作陰極，電解質(zhì)溶液為硝酸銀溶液，根據(jù)氫氧根離子和銀之間的關(guān)系式計算，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計算甲中生成氫離子濃度，從而計算溶液pH；
（4）甲中，陽極上鐵失電子發(fā)生氧化反應、陰極上銅離子放電生成Cu．

解答： 解：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，F(xiàn)電極附近氫氧根離子濃度增大，溶液呈堿性，則F為陰極，所以C、E、G、X為陽極，D、F、H、Y為陰極，A為正極、B為負極，C電極上氫氧根離子放電、D電極上銅離子放電、E電極上氯離子放電、F電極上氫離子放電，
（1）通過以上分析知，B為原電池負極，故答案為：負極；
（2）C、D、E、F電極反應分別為4OH-4e^-=O₂↑+2H₂O、Cu²⁺+2e^-=Cu、2Cl^--2e^-=Cl₂↑、2H⁺+2e^-=H₂↑，當轉(zhuǎn)移電子相等時，假設轉(zhuǎn)移電子為4mol，則生成氧氣、Cu、氯氣、氫氣的物質(zhì)的量之比=1mol：2mol：2mol：2mol=1：2：2：2，故答案為：1：2：2：2；
（3）用丙裝置給銅件鍍銀，H為陰極，則H應該是鍍件，電鍍液是AgNO₃液；乙中電池反應式為2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，當乙中溶液的pH是13時（此時乙溶液體積為500mL），生成n（NaOH）=0.1mol/L×0.5L=0.05mol，根據(jù)氫氧化鈉和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系知，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=

0.05mol

2

×2=0.05mol，根據(jù)串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等，則丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量=

0.05mol

1

×108g/mol=5.4g，甲中電池反應為2CuSO₄+2H₂O

電解  .

O₂↑+2Cu+2H₂SO₄，則甲中溶液的pH變小，故答案為：鍍件；AgNO₃；5.4 g；變��；
（4）甲中，陽極上鐵失電子發(fā)生氧化反應、陰極上銅離子放電生成Cu，電池反應為Fe+Cu²⁺

電解  .

Cu+Fe²⁺，故答案為：Fe+Cu²⁺

電解  .

Cu+Fe²⁺．

點評：本題考查了電解原理，明確各個電極上發(fā)生的反應是解本題關(guān)鍵，根據(jù)電池反應確定電解過程中溶液pH變化，知道串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子守恒，注意（4）中陽極上發(fā)生的反應，為易錯點．