题目内容

5.认真观察下列装置,回答下列问题:

(1)装置B中PbO2上发生的电极反应为PbO2+2e-+4H++SO42-═PbSO4+2H2O.
(2)装置A中总反应的离子方程式为Cu+2H+$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cu2++H2↑.
(3)若装置E的目的是在铜上镀银,则X为AgNO3,极板N的材料为Ag.
(4)若装置E中X为海水,极板N的材料为惰性电极,极板M的材料为钢铁设备,这种保护钢铁设备的方法叫外加电源的阴极保护法.
(5)当装置A中Cu电极质量改变6.4g时,装置D中产生的气体体积为3.92L (标准状况).

分析 (1)B和C装置形成原电池,铅作负极,二氧化铅作正极,正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅;
(2)A连接电源,则A是电解池,左边Pt作阴极,右边Cu作阳极,阳极上Cu放电,阴极上氢离子放电;
(3)电镀时,镀层作阳极,镀件作阴极,电解质溶液中阳离子和镀层金属相同;
(4)M连接电源负极,为外加电源的阴极保护法;
(5)根据转移电子守恒计算生成气体的体积.

解答 解:(1)B和C装置形成原电池,铅作负极,二氧化铅作正极,原电池放电时,正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅,发生还原反应,电极反应式为:PbO2+2e-+4H++SO42-═PbSO4+2H2O,
故答案为:PbO2+2e-+4H++SO42-═PbSO4+2H2O;
(2)A连接电源,则A是电解池,左边Pt作阴极,右边Cu作阳极,阳极上Cu放电,阴极上氢离子放电,装置A中总反应的离子方程式为Cu+2H+$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cu2++H2↑,
故答案为:Cu+2H+$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cu2++H2↑;
(3)镀时,镀层作阳极,镀件作阴极,电解质溶液中阳离子和镀层金属相同,若装置D的目的是在某镀件上镀银,则X为硝酸银溶液,N作阳极,应该是银,
故答案为:AgNO3; Ag;
(4)M连接电源负极,为外加电源的阴极保护法,故答案为:外加电源的阴极保护法;
(5)当装置A中Cu电极质量改变6.4g时,n(Cu)=0.1mol,则转移0.2mol电子,装置D中n(NaCl)=0.1mol,
阳极首先发生2Cl-2e-=Cl2↑、其次发生4OH-4e-=2H2O+O2↑,则阳极首先生成0.05molCl2,其次生成0.025molO2,
阴极只发生2H++2e-=H2↑,生成0.1molH2,则总共生成0.175mol气体,体积为0.175mol×22.4L/mol=3.92L,
故答案为:3.92L.

点评 本题考查了原电池和电解池原理,为高频考点,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,明确离子放电顺序是解本题关键,难点是电极反应式的书写,难度中等.

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