Question

19．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）B極是電源的負極，甲中C電極反應(yīng)為2H₂O-4e^-=O₂+4H⁺，丁中X極附近的顏色逐漸變淺，Y極附近的顏色逐漸變深，這表明氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷，在電場作用下向Y極移動．
（2）若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時，對應(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（此時乙溶液體積為500ml），丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量為5.4g，甲中溶液的pH變小（填“變大”、“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)的離子方程式是Fe+Cu²⁺$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cu+Fe²⁺．

Answer 1

分析 （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極是陰極，B為電源負極、A為電源正極，據(jù)此判斷其它各個電極的名稱，和電極反應(yīng)，而Y極是陰極，該電極顏色逐漸變深，說明氫氧化鐵膠體向該電極移動，異性電荷相互吸引，所以氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷；
（2）C、D、E、F電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等，結(jié)合電極反應(yīng)式根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)可計算生成的單質(zhì)的量；
（3）電鍍裝置中，鍍層金屬必須做陽極，鍍件做陰極，電鍍液含有鍍層金屬陽離子；
根據(jù)乙中氫氧根離子的濃度計算其物質(zhì)的量，結(jié)構(gòu)電極反應(yīng)式計算轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量，各個電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是相等的，據(jù)此計算丙中析出Ag的物質(zhì)的量，進而計算質(zhì)量；
電解硫酸銅的過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，甲中溶液的pH變小
（4）鐵電極做陽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，說明F極顯堿性，是氫離子在該電極放電，所以F極是陰極，B為電源負極、A為電源正極，可得出D、F、H、Y均為陰極，C、E、G、X均為陽極；
（1）B電極是電源的負極，C、D、E、F電極發(fā)生的電極反應(yīng)分別為：2H₂O-4e^-=O₂+4H⁺、Cu²⁺+2e^-═Cu、2Cl^-═Cl₂↑+2e^-、2H⁺+2e^-═H₂↑，Y極是陰極，該電極顏色逐漸變深，說明氫氧化鐵膠體向該電極移動，異性電荷相互吸引，所以氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷，
故答案為：負極；2H₂O-4e^-=O₂+4H⁺；氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷；
（2）C、D、E、F電極發(fā)生的電極反應(yīng)分別為：2H₂O-4e^-=O₂+4H⁺、Cu²⁺+2e^-═Cu、2Cl^-═Cl₂↑+2e^-、2H⁺+2e^-═H₂↑，當(dāng)各電極轉(zhuǎn)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；
故答案為：1：2：2：2；
（3）電鍍裝置中，鍍層金屬必須做陽極，鍍件做陰極，所以H應(yīng)該是鍍件，電鍍液含有鍍層金屬陽離子，故電鍍液為AgNO₃溶液；
當(dāng)乙中溶液的c（OH^-）=0.1mol•L^-1時（此時乙溶液體積為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，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，甲中溶液的pH變小，
故答案為：鍍件；AgNO₃；5.4g；變小；
（4）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(yīng)為：Fe+Cu²⁺$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cu+Fe²⁺，
故答案為：Fe+Cu²⁺$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cu+Fe²⁺．

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