Question

3．如圖裝置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，甲、乙中溶液的體積和濃度都相同（假設(shè)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(qǐng)回答：
（1）B極是電源的負(fù) 極；一段時(shí)間后，甲中溶液顏色變淺（填“變深”、“變淺”或“不變”）；
（2）若甲、乙中C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成，對(duì)應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為1：2：2：2．
（3）現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀，則H應(yīng)該是鍍件（填“鍍層金屬”或“鍍件”），電鍍液是AgNO₃溶液．當(dāng)乙中溶液的pH是13時(shí)（此時(shí)乙溶液體積為500mL），丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量為5.4 g，甲中溶液的pH變�。ㄌ睢白兇蟆�、“變小”或“不變”）．
（4）若將C電極換為鐵，其他裝置都不變，則甲中發(fā)生總反應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe+CuSO₄$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cu+FeSO₄．

Answer 1

分析 將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色，說(shuō)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(yáng)極，A是電源的正極，B是負(fù)極；
（1）將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色，可知道氫離子在該電極放電，所以F即是陰極，B是負(fù)極，甲中硫酸銅中銅離子減少導(dǎo)致溶液顏色的變化；
（2）C、D、E、F電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)可計(jì)算生成的單質(zhì)的量；
（3）電鍍裝置中，鍍層金屬必須做陽(yáng)極，鍍件做陰極，電鍍液含有鍍層金屬陽(yáng)離子；
根據(jù)乙中氫氧根離子的濃度計(jì)算其物質(zhì)的量，結(jié)構(gòu)電極反應(yīng)式計(jì)算轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量，各個(gè)電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是相等的，據(jù)此計(jì)算丙中析出Ag的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量；
電解硫酸銅的過(guò)程中水放電生成氧氣，有硫酸生成，氫離子濃度增大，所以酸性增強(qiáng)，甲中溶液的pH變��；
（4）鐵電極做陽(yáng)極則該電極放電的是金屬鐵本身．

解答 解：將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色，說(shuō)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(yáng)極，A是電源的正極，B是負(fù)極；
（1）A是電源的正極，B電極是電源的負(fù)極，在A池中，電解硫酸銅的過(guò)程中，銅離子逐漸減少，導(dǎo)致溶液顏色變淺，故答案為：負(fù)極；變淺；
（2）C、D、E、F電極發(fā)生的電極反應(yīng)分別為：4OH^-═O₂↑+2H₂O+4e^-、Cu²⁺+2e^-═Cu、2Cl^-═Cl₂↑+2e^-、2H⁺+2e^-═H₂↑，當(dāng)各電極轉(zhuǎn)移電子均為1mol時(shí)，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，
故答案為：1：2：2：2；
（3）電鍍裝置中，鍍層金屬必須做陽(yáng)極，鍍件做陰極，所以H應(yīng)該是鍍件，電鍍液含有鍍層金屬陽(yáng)離子，故電鍍液為AgNO₃溶液；
當(dāng)乙中溶液的pH是13時(shí)即c（OH^-）=0.1mol•L^-1時(shí)（此時(shí)乙溶液體積為500mL），根據(jù)電極反應(yīng)2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，則放電的氫離子的物質(zhì)的量為：0.1mol/l×0.5L=0.05mol，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.05mol電子時(shí)，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(guò)程中水放電生成氧氣，有硫酸生成，所以氫離子濃度增大，所以酸性增強(qiáng)，甲中溶液的pH變小，
故答案為：鍍件；AgNO₃；5.4g；變��；
（4）C電極換為鐵，則陽(yáng)極鐵失電子，陰極銅離子得電子，電解池總的化學(xué)反應(yīng)式為：Fe+CuSO₄$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cu+FeSO₄；
故答案為：Fe+CuSO₄$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cu+FeSO₄．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生有關(guān)電解池的工作原理知識(shí)，綜合性很強(qiáng)，難度較大，要求學(xué)生熟記教材知識(shí)，學(xué)以致用．