题目内容
【题目】分如下图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。请回答:
(1)B极是电源的__________,一段时间后,甲中溶液颜色_________,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明_______________,在电场作用下向Y极移动。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为_______。
(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应该是_______(填“镀层金属”或“镀件”),电镀液是________溶液。当乙中溶液的C(OH-)=0.1mol/L时(此时乙溶液体积为500mL),丙中镀件上析出银的质量为________,甲中溶液的pH_________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生总反应的离子方程式是_____________。
【答案】负极 逐渐变浅 氢氧化铁胶体粒子带正电 1∶2∶2∶2 镀件 AgNO3 5.4g 变小 Fe+Cu2+Cu+Fe2+
【解析】
(1)将直流电源接通后,F极附近呈红色,可知氢离子在该电极放电,所以F即是阴极,并得到其他各个电极的名称,阳极上阴离子放电;
(2)C、D、E、F电极转移的电子数目相等,根据转移电子数可计算生成的单质的量;
(3)电镀装置中,镀层金属必须做阳极,镀件做阴极,各个电极上转移的电子数是相等的;
(4)C电极换为铁,则阳极铁失电子,阴极铜离子得电子。
(1)B电极是电源的负极,在A池中,电解硫酸铜的过程中,铜离子逐渐减少,导致溶液颜色变浅;Y极是阴极,该电极颜色逐渐变深,说明氢氧化铁胶体向该电极移动,异性电荷相互吸引,所以氢氧化铁胶体粒子带正电荷;
(2)C、D、E、F电极发生的电极反应分别为:4OH-═O2↑+2H2O+4e-、Cu2++2e-═Cu、2Cl-═Cl2↑+2e-、2H++2e-═H2↑,当各电极转移电子均为1mol时,生成单质的量分别为:0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol,所以单质的物质的量之比为1:2:2:2;
(3)电镀装置中,镀层金属必须做阳极,镀件做阴极,所以H应该是镀件,电镀液含有镀层金属阳离子,故电镀液为AgNO3溶液;当乙中溶液的c(OH-)=0.1molL-1时(此时乙溶液体积为500mL),根据电极反应2H2O+2e-═H2↑+2OH-,则放电的氢离子的物质的量为:0.1mol/l×0.5L=0.05mol,当转移0.05mol电子时,丙中镀件上析出银的质量=108g/mol×0.05mol=5.4g,电解硫酸铜的过程中水放电生成氧气,有硫酸生成,所以氢离子浓度增大,所以酸性增强,甲中溶液的pH变小;
(4)C电极换为铁,则阳极铁失电子,阴极铜离子得电子,电解池反应为:Fe+Cu2+Cu+Fe2+。