Question

1．下图所示装置中，甲、乙两个烧杯依次分别盛放100g NaOH溶液、足量的CuSO₄溶液，电极均为石墨电极；丙是电解槽，接通电源，经过一段时间后，测得甲中NaOH溶液的质量为95.5g，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a上发生的电极反应为2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-．
（3）电极b上生成的气体在标准状况下的体积是2.8L
（4）电极c的质量变化是16g．
（5）欲在电解槽丙实现铁上镀锌，则电极e的材料是铁；槽中盛放的电镀液可以是ZnSO₄、Zn（NO₃）₂，电极f上发生的反应为：Zn-2e^-=Zn²⁺．

Answer 1

分析 乙中c电极质量增加，说明c是阴极，铜离子放电生成单质铜，所以M为原电池的负极，N为原电池的正极，甲池是电解水，电解水的质量为100g-95.5g=4.5g，由总的电解方程式2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，进行分析求解．

解答 解：（1）乙中c电极质量增加，说明c是阴极，铜离子放电生成单质铜，所以M为原电池的负极，N为原电池的正极，故答案为：正极；
（2）电极a为阴极，阴极上发生的电极反应为2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，故答案为：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；
（3）电极b上的电极反应式为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，电解水的质量为100g-95.5g=4.5g，
由总的电解方程式2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，
              36g             22.4L
              4.5g            V
所以V=$\frac{4.5×22.4}{36}$=2.8L，所以生成的气体在标准状况下的体积是2.8L，故答案为：2.8L；
（4）电极c铜离子放电生成单质铜，根据电子守恒得2Cu～～O₂，
                                          2×64g  22.4L
                                            m     2.8L
所以m=$\frac{2×64×2.8}{22.4}$=16g，故答案为：16g；
（5）电镀时，e是阴极，f是阳极，镀层锌作阳极，镀件铁作阴极，阳极上失电子变成离子进入溶液，阴极上锌离子得电子生成锌单质，所以阳极上电极反应式为Zn-2e^-=Zn²⁺；阴极上的电极反应式为Zn²⁺+2e^-=Zn；
电镀液的选取：用含有镀层金属离子的溶液作电镀液，所以可选ZnSO₄、Zn（NO₃）₂溶液作电镀液．
故答案为：铁；ZnSO₄、Zn（NO₃）₂；Zn-2e^-=Zn²⁺．

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．