Question

4．如图为相互串联的甲乙两个电解池，X、Y为直流电源的两个电极．电解过程中，发现石墨电极附近先变红．请回答：
（1）电源X极为正极（填“正”或“负”），乙池中Pt电极上的电极反应式为2Cl^--2e^-═Cl₂↑．
（2）甲池若为电解精炼铜的装置，其阴极增重12.8g，则乙池中阴极上放出的气体在标准状况下的体积为4.48 L，电路中通过的电子为0.4 mol．
（3）在（2）的情况下，若乙池剩余溶液的体积仍为400mL，则电解后所得溶液c（OH^-）=1 mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）石墨电极附近先变红，说明石墨附近氢离子浓度减小，氢氧根浓度增大，即石墨为阴极，则Y为负极，X为正极，Pt电极为阳极，阳极上氯离子失电子生成氯气；
（2）甲池若为电解精炼铜的装置，阴极铜离子得电子生成Cu，根据转移电子守恒计算；
（3）根据电解方程式计算生成的氢氧根离子的物质的量浓度．

解答 解：（1）石墨电极附近先变红，说明石墨附近氢离子浓度减小，氢氧根浓度增大，即石墨为阴极，则Y为负极，X为正极，Pt电极为阳极，阳极上氯离子失电子生成氯气，则乙池中Pt电极上的电极反应式为2Cl^--2e^-═Cl₂↑；
故答案为：正；2Cl^--2e^-═Cl₂↑；
（2）甲池若为电解精炼铜的装置，阴极铜离子得电子生成Cu，则Cu的物质的量为$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，由电极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu可知，电解过程中共有0.4mol电子转移，乙池中阴极上电极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，由电子守恒可知，生成的氢气为0.2mol，其体积为4.48L；
故答案为：4.48 L；0.4；
（3）电解氯化钠溶液的离子方程式为2H₂O+2Cl^-$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，反应中转移0.4mol电子，则生成氢氧根离子为0.4mol，所以c（OH^-）=$\frac{0.4mol}{0.4L}$=1mol•L^-1；
故答案为：1mol•L^-1．

点评 本题考查了电解池的工作原理的应用、电极判断方法、电极反应的书写、电子守恒的计算应用等，注意把握串联电解池转移电子守恒是解题关键，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的应用能力．