Question

【題目】關(guān)于電解池應(yīng)用的規(guī)律提煉題組某化學(xué)興趣小組用下圖所示裝置進(jìn)行電化學(xué)原理的實(shí)驗(yàn)探究，回答下列問題：

（1）通O2的Pt電極為電池__________極（填電極名稱），其電極反應(yīng)式為______________。

（2）若B電池為電鍍池，目的是在某鍍件上鍍一層銀，則X電極材料為_________，電解質(zhì)溶液為__________。

（3）若B電池為精煉銅，且粗銅中含有Zn、Fe、Ag、Au等雜質(zhì)，在__________電極（填“X”或“Y”）周圍有固體沉積成陽(yáng)極泥，陽(yáng)極泥的成分為___________。

（4）若X、Y均為Pt，B電池的電解質(zhì)溶液為500 mL 1.0mol/L的NaCl溶液，當(dāng)電池工作一段時(shí)間斷開電源K，Y電極有560mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）無(wú)色氣體生成（假設(shè)電極產(chǎn)生氣體完全逸出，溶液體積不變）。恢復(fù)到常溫下，B電池溶液的pH=___________，要使該溶液恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，需加入__________（填物質(zhì)并注明物質(zhì)的量）。

（5）若X、Y均是銅，電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，電池工作一段時(shí)間，X極附近生成磚紅色沉淀，查閱資料得知是Cu2O，試寫出該電極發(fā)生的電極反應(yīng)式為_______________。

（學(xué)法題）通過(guò)以上題目，請(qǐng)總結(jié)書寫電極反應(yīng)式的關(guān)鍵____________ 。

Answer 1

【答案】 正 O2+4e-+2H2O=4OH- Ag AgNO3溶液 X Ag、Au 13 0.05molHCl 2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O 電池的判斷、電極是活性電極還是惰性電極及電解質(zhì)溶液中的離子放電先后順序（其他答案合理也給分）。

【解析】試題分析：（1）裝置A是氫氧燃料電池，氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，所以通入氧氣的電極是正極；（2）電鍍時(shí)，鍍件作陰極、鍍層金屬作陽(yáng)極、含有鍍層金屬的鹽作電解質(zhì)；（3）電解法精煉銅，粗銅作陽(yáng)極、精銅作陰極，粗銅中銅及活潑性大于銅的金屬失電子，活潑性小于銅的金屬不能失電子；（4）Y極是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，Y電極有560mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氫氣生成，根據(jù)電解方程式計(jì)算溶液的pH，根據(jù)放出氣體的物質(zhì)的量分析要使該溶液恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)需加入的物質(zhì)。（5）根據(jù)題目信息，X極是銅失電子生成Cu2O。

解析：（1）裝置A是氫氧燃料電池，氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，所以通入氧氣的電極是正極；在中性溶液中氧氣得電子生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-；（2）電鍍時(shí)，鍍件作陰極、鍍層金屬作陽(yáng)極、含有鍍層金屬的鹽作電解質(zhì)，X與正極相連，X是陽(yáng)極，所以X電極材料為Ag，電解質(zhì)溶液為AgNO3溶液。（3）電解法精煉銅，粗銅作陽(yáng)極、精銅作陰極，粗銅中銅及活潑性大于銅的金屬失電子，活潑性小于銅的金屬不能失電子，X是陽(yáng)極，所以在X極周圍有固體沉積成陽(yáng)極泥，Ag、Au的活潑性小于銅，所以陽(yáng)極泥的成分為Ag、Au；（4）Y極是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，Y電極有560mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氫氣生成，生成氫氣的物質(zhì)的量是0.025mol，設(shè)生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量是xmol、生成氯氣的物質(zhì)的量是ymol

X=0.05mol、y=0.025mol；B池溶液氫氧化鈉的濃度是 ，所以pH=13；由于反應(yīng)放出0.025mol氫氣和0.025mol氯氣，所以要使該溶液恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，需加入0.05molHCl；

（5）根據(jù)題目信息，X極是銅失電子生成Cu2O，電極反應(yīng)為：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O。

書寫電極反應(yīng)式的關(guān)鍵：電極的判斷、電極是活性電極還是惰性電極及電解質(zhì)溶液中的離子放電先后順序。