Question

12．下图中X是直流电源．Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒．接通电路后，发现d附近显红色．
（1）①电源上b为负极（用“正”“负”“阴”或“阳”填空）．
②Z槽中e为阳极（同上）．
（2）①写出c极上反应的电极反应式2Cl^--2e^-=Cl₂↑．
②写出Y槽中总反应化学方程式2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH．
③写出Z槽中e极上反应的电极反应式Cu-2e^-=Cu²⁺．
（3）电解2min后，取出e、f，洗净、烘干、称量，质量差为1.28g，在通电过程中，电路中通过的电子为0.02 mol．

Answer 1

分析 X为直流电源，Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒，接通电路后发现d附近显红色，则d附近生成氢氧根离子，则d极为电解池阴极，d电极上氢离子放电生成氢气和氢氧根离子，c为阳极，c电极上氯离子放电，则a是直流电源正极，b是直流电源负极；电子从原电池的负极流向电解池的阴极，再到阳极，最后流入原电池的正极；结合电解池中两极上的反应分析，（3）中根据电子守恒和电解池的总反应计算．

解答 解：（1）①由以上分析可知b为负极，故答案为：负；
②Z槽中e与原电池正极相连为阳极；故答案为：阳；
（2）d附近显红色说明有碱生成，所以d为电解池的阴极，由此推知c为阳极，e 为阳极，f 为阴极，a为正极，b负极，
①c为阳极，氯离子放电，电极反应式为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
②电解氯化钠溶液的化学方程式为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，故答案为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH；
③e 为阳极，铜是活性电极，所以电极上铜放电，电极反应式为：Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案为：Cu-2e^-=Cu²⁺；
（3）设电路中转移的电子为xmol，根据e极：Cu-2e^-=Cu²⁺，△m=64 得e极质量减轻：32x（g）；
f极：Cu²⁺+2e^-=Cu，△m=64 得f极质量增重：32x（g），所以有：32x+32x=1.28，得x=0.02mol，
故答案为：0.02．

点评 本题主要考查了电解池的电极反应及电极中的有关计算，难度不大，解题时注意在Z中铜是活性电极．