Question

5．如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的NaCl溶液、AgNO₃溶液、x溶液，a、b、c、d电极均为石墨电极．接通电源，经过一段时间后，乙中c电极质量增加．据此回答问题：
（1）电源的N端为正极；
（2）电极d上发生的电极反应式为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（3）甲池中的总反应式为2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（4）当电路中有0.04mol电子通过时，a、b、c、d电极上产生的气体或固体的物质的量之比是2：2：4：1；
（5）若利用丙池实现铁上镀铜，则“e-f-x溶液”是Fe-Cu-CuSO₄；（要求e、f、x用具体物质回答，下同）．若利用丙池实现电解精炼铜，则“e-f-x溶液”是纯铜-粗铜-CuSO₄．

Answer 1

分析 （1）接通电源，经过一段时间后，乙中c电极质量增加，说明c是银离子放电生成单质银，所以c是阴极，则M是负极，则N是正极；
（2）电极d是阳极，电极上发生的电极反应式为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（3）甲池为电解饱和食盐水，总反应式为2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（4）当电路中有0.04mol电子通过时，a是氢离子放电，生成氢气，b是氯离子放电生成氯气、c极是银离子放电生成单质银、d电极是氢氧根离子放电生成氧气，所以有0.04mol电子通过时产生的气体或固体的物质的量分别是0.02mol、0.02mol、0.04mol、0.01mol；
（5）若利用丙池实现铁上镀铜，所以e阴极是铁，f阳极是铜，电解质溶液是硫酸铜，若利用丙池实现电解精炼铜，e阴极是纯铜，f阳极是粗铜，电解质溶液是硫酸铜，由此分析解答．

解答 解：（1）接通电源，经过一段时间后，乙中c电极质量增加，说明c是银离子放电生成单质银，所以c是阴极，则M是负极，则N是正极，故答案为：正；　
（2）电极d是阳极，电极上发生的电极反应式为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案为：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（3）甲池为电解饱和食盐水，总反应式为2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，故答案为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（4）当电路中有0.04mol电子通过时，a是氢离子放电，生成氢气，b是氯离子放电生成氯气、c极是银离子放电生成单质银、d电极是氢氧根离子放电生成氧气，所以有0.04mol电子通过时产生的气体或固体的物质的量分别是0.02mol、0.02mol、0.04mol、0.01mol，所以a、b、c、d电极上产生的气体或固体的物质的量之比是2：2：4：1，故答案为：2：2：4：1； 
（5）若利用丙池实现铁上镀铜，所以e阴极是铁，f阳极是铜，电解质溶液是硫酸铜，若利用丙池实现电解精炼铜，e阴极是纯铜，f阳极是粗铜，电解质溶液是硫酸铜，故答案为：Fe-Cu-CuSO₄；纯铜-粗铜-CuSO₄．

点评 本题为电化学知识的综合应用，做题时要注意根据电极反应现象判断出电解池的阴阳级，进而判断出电源的正负极，要注意三个电解池为串联电路，各电极上得失电子的数目相等，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．