Question

1．如图为相互串联的甲、乙两电解池．
试回答：
（1）若甲电解池利用电解原理在铁上镀银，则A是铁（填电极材料），B是银（填电极材料），应选用的电解质溶液是AgNO₃溶液．
（2）乙电解池中若滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈红色，其电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，电解总反应的离子方程式为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．
（3）若甲电解池阴极增重4.32g，则乙槽中阳极上放出的气体在标准状况下的体积是448mL，若乙电解池中剩余溶液仍为400mL，则电解后所得溶液的pH等于13．

Answer 1

分析 根据电源的正负极可判断A、B、Fe、C分别为电解池的阴极、阳极、阴极、阳极，在阴极上发生还原反应，在阳极上发生氧化反应，乙池反应中阴极：2H₂O+2e^-═H₂↑+20H^-，阳极：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，若甲为用电解原理给铁片镀银的装置，阴极反应为Ag⁺+e^-=Ag，阳极反应为Ag-e^-=Ag⁺，电解质溶液应选与镀层具有相同金属离子的可溶性盐溶液；然后根据电极反应以及两个串联电解池转移电子数目相等计算．

解答 解：（1）根据电源的正负极可判断A、B、Fe、C分别为电解池的阴极、阳极、阴极、阳极，在阴极上发生还原反应，在阳极上发生氧化反应，在铁片上镀银时，镀层金属银为电解池的阳极，阳极上的电极反应式为Ag-e^-=Ag⁺，镀件金属铁为电解池的阴极，阴极上的电极反应式Ag⁺+e^-=Ag，电解质溶液含有镀层金属离子，应为可溶性硝酸银溶液．
故答案为：铁；银；AgNO₃溶液；
（2）乙池电解NaCl溶液，阴极反应为：2H₂O+2e^-═H₂↑+20H^-，滴加酚酞溶液后，阴极溶液变红．阳极反应式为：
2Cl^--2e^-═Cl₂↑，有黄绿色的氯气生成，氯气溶于水使溶液呈浅黄绿色，电解的总的离子方程式为：2Cl^-+2H₂O  $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，故答案为：红；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；2Cl^-+2H₂O  $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（3）甲槽阴极反应为Ag⁺+e^-=Ag，阴极增重4.32g，应为银的质量，n=$\frac{4.32g}{108g/mol}$=0.04 mol，转移的电子为0.04mol，两个电解池串联，转移的电子数目相等，乙槽阳极反应为2Cl^--2e^-═Cl₂↑，转移的电子为0.04mol时，在阳极上生成气体的物质的量为0.02mol，放出气体在标准状况下的体积为0.02mol×22.4L/mol=0.448L=448mL，生成0.02mol氯气时同时生成0.04mol氢氧化钠，
则氢氧化钠的物质的量浓度=$\frac{0.04mol}{0.4L}$=0.1mol/L，
则溶液中氢离子浓度=$\frac{1{0}^{-14}}{0.1}$mol/L=10^-13 mol/L，
所以其pH=13，故答案为：448；13．

点评 本题考查了电镀原理及氧化还原反应的有关计算，难度不大，注意串联电解池得失电子数相等的特点．