Question

【題目】如下圖裝置所示，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極附近呈紅色。 請回答：

（1）B極是電源的__________極，C極的電極反應式為____________________________________，一段時間后丁中X極附近的顏色逐漸______________。（填“變深”或者“變淺”）

（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）現用丙裝置給銅件鍍銀，則H應該是______________ （填“銅”或“銀”），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量為________ g，甲中溶液的pH _____________（填“變大”、“變小”或“不變”）。

（4）若甲燒杯是在鐵件表面鍍銅，已知電鍍前兩電極質量相同，電鍍完成后將它們取出，洗凈、烘干、稱量，發現二者質量相差5.12g，則電鍍時電路中通過的電子為_______mol

Answer 1

【答案】負4OH-— 4 e－＝O2+2H2O變淺1：2：2：2銅AgNO35.4變小0.08

【解析】

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極附近呈紅色，說明F電極附近有堿生成，則F電極上氫離子放電生成氫氣，為陰極，所以C、E、G、X是陽極，D、F、H、Y是陰極，連接陽極的電極A是正極、連接陰極的電極B是負極，據此分析。

(1)結合以上分析，惰性電極電解飽和NaCl溶液的總反應方程式為：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，F極顯紅色，說明F是陰極，發生電極反應2H2O+2e-=2OH-+ H2↑，則B電極是電源的負極，A是電源的正極；C與電源正極相連，則C是陽極，用惰性電極電解CuSO4溶液時，水電離出的OH-在陽極放電生成氧氣，電極反應式為4OH-— 4 e－＝O2↑+2H2O；丁中氫氧化鐵膠體發生電泳現象，Y極是陰極，氫氧化鐵膠體離子帶正電荷，向Y極移動，所以X電極顏色逐漸變淺，

因此，本題正確答案是：負；4OH-— 4 e－＝O2↑+2H2O ；變淺；

（2）C電極反應為4OH-— 4 e－＝O2↑+2H2O，D電極反應為Cu2++2e-=Cu，E電極反應為2Cl—2e-=Cl2↑，F電極反應為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，一定時間內，四個電極轉移的電子數相同，所以甲、乙裝置的C、D、E、F電極均有單質生成，其物質的量之比為1:2:2:2。

因此，本題正確答案是：1：2：2：2；

(3)丙裝置是電鍍池，鍍層Ag為陽極、鍍件Cu為陰極，電鍍液是硝酸銀溶液，G是陽極、H是陰極，所以G是鍍層Ag、H是鍍件Cu，電鍍液是硝酸銀溶液；常溫下，乙中溶液的pH=13，則c(OH-)=0.1mol/L，溶液的體積為500mL，則n(OH-)=0.1mol/L×0.5L=0.05mol，根據電極反應式2H2O+2e-=2OH-+H2↑，可知轉移電子的物質的量為0.05mol，根據鍍銀的陰極反應式：Ag++e-=Ag，可知生成銀的質量為0.05mol×108g/mol=5.4g；甲裝置是惰性電極電解硫酸銅溶液，總反應式2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑，反應生成了硫酸，所以甲中溶液的pH變小，

因此，本題正確答案是：銅；AgNO3 ；5.4；變小；

(4) 電鍍時，陽極上金屬失電子導致金屬質量減少，陰極上析出金屬，導致質量增加，電鍍后兩極質量差的一半為陰極上析出的銅質量，所以陰極上析出銅的質量=5.12g×=2.56g，由電極反應Cu2++2e-=Cu知，轉移電子的物質的量=0.08mol，
因此，本題正確答案是：0.08。