Question

如图装置所示，C、D、E、F都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同（假设通电前后溶液体积不变），A、B为外接直流电源的两极．将直流电源接通后，F极附近呈红色．
（1）B极是电源的

 

．
（2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为

 

．
（3）现用丙装置给铜件镀银，则H应该是

 

（填“镀层金属”或“镀件”），电镀液是

 

溶液．当乙中溶液的c（OH^-）=0.1mol?L^-1时（此时乙溶液体积为500mL），丙中镀件上析出银的质量为

 

，甲中溶液的pH

 

（填“变大”、“变小”或“不变”）．
（4）若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：将直流电源接通后，F极附近呈红色，可知道氢离子在该电极放电，同时生成氢氧根离子，所以F即是阴极，E为阳极，所以A为正极，B为负极，C、G为阳极，D、H为阴极；
（1）B为负极；
（2）C、D、E、F电极转移的电子数目相等，根据转移电子数可计算生成的单质的量；
（3）电镀装置中，镀层金属必须做阳极，镀件做阴极，电镀液含有镀层金属阳离子；
根据乙中氢氧根离子的浓度计算其物质的量，结构电极反应式计算转移电子物质的量，各个电极上转移的电子数是相等的，据此计算丙中析出Ag的物质的量，进而计算质量；电解硫酸铜的过程中水放电生成氧气，有硫酸生成，氢离子浓度增大，所以酸性增强，甲中溶液的pH变小；
（4）铁电极做阳极则该电极放电的是金属铁本身．

解答： 解：将直流电源接通后，F极附近呈红色，可知道氢离子在该电极放电，同时生成氢氧根离子，所以F即是阴极，E为阳极，所以A为正极，B为负极，C、G为阳极，D、H为阴极；
（1）根据以上分析可知B是电源的负极；
故答案为：负极；
（2）C、D、E、F电极发生的电极反应分别为：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O、Cu²⁺+2e^-═Cu、2Cl^--2e^-═Cl₂↑、2H⁺+2e^-═H₂↑，当各电极转移电子均为1mol时，生成单质的量分别为：0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，所以单质的物质的量之比为1：2：2：2，
故答案为：1：2：2：2；
（3）电镀装置中，镀层金属必须做阳极，镀件做阴极，所以H应该是镀件，电镀液含有镀层金属阳离子，故电镀液为AgNO₃溶液；
当乙中溶液的c（OH^-）=0.1mol?L^-1时（此时乙溶液体积为500mL），根据电极反应2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，则放电的氢离子的物质的量为：0.1mol/l×0.5L=0.05mol，当转移0.05mol电子时，丙中镀件上析出银的质量=108g/mol×0.05mol=5.4g，
电解硫酸铜的过程中水放电生成氧气，有硫酸生成，所以氢离子浓度增大，所以酸性增强，甲中溶液的pH变小，
故答案为：镀件；AgNO₃；5.4g；变小；
（4）C电极换为铁，则阳极铁失电子，阴极铜离子得电子，电解池反应为：Fe+Cu²⁺

通电  .

Cu+Fe²⁺，
故答案为：Fe+Cu²⁺

通电  .

Cu+Fe²⁺．

点评：本题考查学生有关电解池的工作原理知识，题目综合性较强，题目难度中等，侧重于考查学生对电解池的有关知识的综合应用能力，要求学生熟记教材知识，学以致用．