Question

8．如图所示，甲、乙为相互串联的两电解池，甲池利用电解原理在铁上镀银，一段时间后，甲池阴极增重43.2g，乙中盛放足量的CuSO₄溶液，请回答：
（1）A是铁（填电极材料），电极反应式是Ag⁺+e^-=Ag；
（2）B是银（填电极材料），甲池应选用的电解质溶液是AgNO₃溶液，电解前后该溶液的pH不变（填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）乙池阳极电极反应式为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，乙池放出的气体在标况下的体积是2.24L；
（4）写出乙溶液中的电解反应的化学方程式：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，电解前后该溶液的pH减小（填“变大”、“变小”或“不变”）；需加入16gCuO物质可使该电解质溶液复原．

Answer 1

分析 （1）在铁片上镀银时，镀件金属铁为电解池的阴极，阴极上的电极反应式Ag⁺+e^-=Ag；
（2）镀层金属银为电解池的阳极，阳极上的电极反应式为Ag-e^-=Ag⁺，电解质溶液含有镀层金属离子，应为可溶性硝酸银溶液；
（3）乙中阳极上氢氧根离子失电子生成氧气；结合转移电子守恒计算；
（4）乙中阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，阴极上铜离子得电子生成Cu；根据溶液中元素变化判断所需要加入的物质，根据转移电子守恒计算．

解答 解：（1）在铁片上镀银时，镀件金属铁为电解池的阴极，阴极上的电极反应式Ag⁺+e^-=Ag，则图中A为阴极，即A为铁；
故答案为：铁；Ag⁺+e^-=Ag；
（2）镀层金属银为电解池的阳极，B为阳极，则B是银，阳极上的电极反应式为Ag-e^-=Ag⁺，电解质溶液含有镀层金属离子，应为可溶性硝酸银溶液，电镀时溶液中离子浓度不变，所以pH不变；
故答案为：银；AgNO₃溶液；不变；
（3）乙中阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，其电极方程式为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；甲池阴极增重43.2g，即析出的银为43.2g，其物质的量为$\frac{43.2g}{108g/mol}$=0.4mol，则转移电子为0.4mol，所以乙中生成的氧气为$\frac{1}{4}$×0.4mol=0.1mol，其体积为2.24L；
故答案为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；2.24；
（4）乙中阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，阴极上铜离子得电子生成Cu，则电解方程式为：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；反应生成硫酸，溶液的pH减小；电解生成生成Cu和氧气，则溶液中减少的是O元素和铜元素，所以需要加入CuO才能恢复原来的浓度，已知电解时转移电子为0.4mol，则生成的Cu为0.2mol，所以要加入0.2molCuO，其质量为16g；
故答案为：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；减小；16gCuO．

点评 本题为电化学知识的综合应用，题目难度中等，注意隔绝各电极上得失电子的数目相等来计算．做题时要正确写出电极方程式，准确判断两极上离子的放电顺序，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．