Question

5．如图所示装置，C、D、E、F、M、N都是惰性电极；甲、乙、丁溶液的体积均为100mL，甲中AgNO₃浓度为5mol/L，乙中NaCl浓度为3mol/L．接通电源后，向乙中滴入酚酞，在F极附近显红色．
（1）电源A极的名称是正极．
（2）若用丙装置电解精练铜，则H极为纯铜（填“粗铜”或“纯铜”）．
（3）甲装置中电解总反应的化学方程式为4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃．
（4）电解结束后，向丁中加入0.1molCu（OH）₂，恰好恢复到反应前的浓度，则：
①丁中硫酸铜的物质的量浓度为1mol/L；
②将甲中溶液加水稀释至400mL，溶液的pH为0；
③相同条件下，乙中E、F电极上产生气体的体积比为7：8．

Answer 1

分析 向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明该极上氢离子放电，所以该电极是阴极，则A为正极，B为负极，C、E、G、M为阳极，D、F、H、N为阴极，

解答 解：向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明该极上氢离子放电，所以该电极是阴极，则A为正极，B为负极，C、E、G、M为阳极，D、F、H、N为阴极，
（1）由以上分析可知A为正极，故答案为：正极；
（2）用丙装置电解精练铜，则H极为阴极，应为纯铜，故答案为：纯铜；
（3）甲装置为电解硝酸银溶液，电解总反应的化学方程式为4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃，故答案为：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；
（4）Cu（OH）₂从组成上可看成CuO•H₂O，加入0.1 mol Cu（OH）₂后恰好恢复到电解前的浓度和pH，即电解生成了0.1 mol H₂SO₄，并电解了0.1 mol H₂O，由电解的总反应式：
2H₂O+?2CuSO₄$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄ 转移电子
        2mol                       4mol
        0.1mol               0.2mol 
2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑转移电子
2mol                  4mol
0.1mol                0.2mol
所以电解过程中共转移电子为0.4 mol．
①丁中硫酸铜完全电解生成0.1molCu，则硫酸铜的物质的量浓度为$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L，故答案为：1mol/L；
②电解硝酸银发生4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃，转移0.4mol电子，则生成0.4molHNO₃，将甲中溶液加水稀释至400mL，则c（H⁺）=$\frac{0.4mol}{0.4L}$=1mol/L，溶液的pH为0，故答案为：0；
③n（NaCl）=0.1L×3mol/L=0.3mol，转移0.4mol电子，阳极先后发生2Cl^--2e=Cl₂↑、4OH^--4e^-═H₂O+O₂↑，阴极发生2H⁺+2e^-═H₂↑，生成0.15mol氯气、0.025mol氧气，生成0.2mol氢气，则E、F电极上产生气体的体积比为（0.15+0.025）：0.2=7：8，故答案为：7：8．

点评 本题考查了电解原理，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，明确电解池溶液中阴阳离子的放电顺序是解本题的关键，注意：如果活泼金属作电解池阳极时，阳极上金属失电子而不是溶液中阴离子失电子，为易错点．