Question

(10分)如圖裝置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，甲、乙中的溶液都是1 mol·L－1 500 mL(假設通電前后溶液體積不變)，A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色。請回答：

（1）若甲、乙裝置中的各電極均只有一種單質(zhì)生成時，對應各單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為(按圖中從左到右的順序)_____________。

（2）現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀，則H應該是________(填“鍍層金屬”或“鍍件”)，電鍍液是________溶液。當乙中溶液的pH是13時，丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量為________，甲中溶液的pH是________。

（3）若將C電極換為鐵，其他裝置都不變，則甲中發(fā)生總反應的離子方程式是________。

（4）丁中X、Y兩極附近的顏色變化情況是_________，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是________。

 

Answer 1

（1）1∶2∶2∶2(2分) （2）鍍件；AgNO3；5.4 g；1(各1分)

（3）Fe+Cu2+Cu+Fe2+(2分)

（4）X極附近的顏色逐漸變淺，Y極附近的顏色逐漸變深；

氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷在電場作用下向陰極移動(各1分)

【解析】

試題分析：將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色，說明F極顯堿性，是氫離子在該電極放電，所以F即是陰極，可得出D、F、H、Y均為陰極，C、E、G、X均為陽極，A是電源的正極，B是負極；（1）C、D、E、F電極發(fā)生的電極反應分別為：4OH-═O2↑+2H2O+4e-、Cu2++2e-═Cu、2Cl-═Cl2↑+2e-、2H++2e-═H2↑，當各電極轉移電子均為1mol時，生成單質(zhì)的量分別為：0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，所以單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為1：2：2：2；（2）電鍍裝置中，鍍層金屬必須做陽極，鍍件做陰極，所以H應該是鍍件；當乙中溶液的pH是13時（此時乙溶液體積為500mL）時，根據(jù)電極反應2H++2e-═H2↑，則放電的氫離子的物質(zhì)的量為：0.1mol/l×0.5L=0.05mol，當轉移0.05mol電子時，丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量=108g/mol×0.05mol=5.4g，電解硫酸銅的過程中氫氧根減少的量等于乙中放電的氫離子的量，為0.05mol，故溶液中氫離子濃度為0.05/0.5=0.1mol/L，所以甲中溶液的pH為1；（3）C電極換為鐵，則陽極鐵失電子，陰極銅離子得電子，電解池反應為：Fe+Cu2+Cu+Fe2+；（4）Y極是陰極，氫氧化鐵膠體粒子向陰極移動，使該電極附近顏色逐漸變深，陽極附近顏色變淺，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是氧化鐵膠體粒子帶正電荷，異性電荷相互吸引，所以氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷在電場作用下向陰極移動。

考點：電解池的工作原理