Question

10．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）～（3）小题：
（1）A是铁（填电极材料），B是银（填电极材料）；
（2）乙池阳极电极反应式为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（3）乙池放出的气体在标准状况下的体积是2.24L．

Answer 1

分析 根据图示可知，A为阴极，B为阳极，Fe为阴极，石墨为阳极．
（1）根据甲池利用电解原理在铁上镀银，据此分析A和B的电极材料；
（2）由于乙池中石墨为阳极，是惰性电极，而乙中盛放足量的CuSO₄溶液，故在阳极上放电的是氢氧根，据此写出电极方程式；
（3）甲池阴极增重43.2g，增重的是银的质量，据此求出银的物质的量，然后根据Ag⁺放电反应为：Ag⁺+e^-=Ag，即可求出流经电极的电子的物质的量，然后根据乙池中只有阳极放出气体，且反应为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，据此分析计算．

解答 解：根据图示可知，A为阴极，B为阳极，Fe为阴极，石墨为阳极．
（1）由于A为阴极，B为阳极，而甲池要利用电解原理在铁上镀银，故银应做阳极，铁做阴极，即A的电极材料为铁，B的电极材料为银，故答案为：铁；银；
（2）由于乙池中阳极为石墨，故是阴离子放电，而乙中盛放足量的CuSO₄溶液，故在阳极上放电的是氢氧根，故电极方程式为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（3）甲池阴极上Ag⁺放电，故增重43.2g是银的质量，物质的量为0.4mol，设阴极上得电子为xmol，根据Ag⁺放电反应可知：
       Ag⁺+e^-=Ag
       1              1
      xmol        0.4mol
则有：$\frac{1}{xmol}=\frac{1}{0.4mol}$，
解得x=0.4mol
故乙池中两个电极上流经电子的物质的量为0.4mol，而只有阳极上有气体放出，且电极反应为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，设生成的氧气的物质的量为ymol，则有：
4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
         4               1
        0.4mol       ymol
则有：
$\frac{4}{0.4mol}=\frac{1}{ymol}$
解得y=0.1mol
则体积V=nVm=0.1mol×22.4L/mol=2.24L．
故答案为：2.24L．

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．