Question

课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、G、H 都是惰性电极．将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色．试回答下列问题：
（1）电源A 极的名称

正极

．
（2）甲装置中C极反应式

4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．

．
（3）E极反应式

2Cl^--2e^-=Cl₂↑

．在C、D、E、F各电极上析出生成物的物质的量比是

1：2：2：2．

（4）欲用丙装置精炼粗铜，G应该是

粗铜

（填“纯铜”或“粗铜”）；欲用丙装置向铁棒上镀铜，H应该是

铁

（填“铜”或“铁”），开始G、H两极材料质量相同，电镀一段时间后，两极质量之差为2.56g，则经过电路中电子数目为

0.04N _A

．

Answer 1

分析：（1）先根据向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色．判断F极电极名称，从而确定A、B极名称；
（2）先判断C极名称，再根据溶液中离子的放电顺序判断生成物并写出电极反应式；
（3）根据溶液中离子的放电顺序判断生成物并写出电极反应式，根据通过的电子数相等判断各物质的物质的量之比；
（4）根据电镀原理判断G、H电极的材料，根据质量差与电子之间的关系式计算．

解答：解：（1）根据题意知，F极有氢离子得电子析出氢气，所以F极是阴极，与阴极相连的原电池电极是负极，所以B是负极，A是正极，故答案为：正极；
（2）甲装置中C极是阳极，阳极上失电子发生氧化反，溶液中氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子，所以在C极上氢氧根离子放电生成水和氧气，电极反应式4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
故答案为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（3）通过（1）知，F是阴极，所以E是阳极，溶液中氯离子的放电能力大于氢氧根离子，所以氯离子在E极上失电子生成氯气，电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
在阳极上失电子阴极上得电子，甲装置中氢氧根的失电子能力大于硫酸根离子，铜离子得电子能力大于氢离子得电子能力，乙装置中氯离子失电子能力大于氢氧根离子，
氢离子得电子能力大于钠离子，所以在C、D、E、F分别析出氧气、铜、氯气、氢气；电解时，通过的电子数相同，通过相同数目的电子时析出氧气、铜、氯气、氢气的物质的量
之比为1：2：2：2，故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；1：2：2：2；
（4）电镀时，镀层作阳极，所以G应是粗铜；镀件作阴极，铁作镀件，所以H是铁；
电镀时，阳极上铜失电子生成铜离子进入溶液，所以质量减少，阴极上铜离子得电子生成铜，质量增加，
所以两极质量差为阳极减少的质量加上阴极增加的质量．
设通过x个电子，铜质量与电子的关系为：
  2Cu--2e^-
128g 2N _A
 2.56g  x
所以x=0.04N _A
故答案为：粗铜；铁；0.04N _A．

点评：本题以电解池原理为载体考查了正负极的判断、电极反应式的书写等知识点，难度中等，明确溶液中离子的放电顺序是解本题的关键．