Question

4．如圖，p、q為直流電源兩極，A由+2價(jià)金屬單質(zhì)X制成，B、C、D為鉑電極，接通電源，金屬X沉積于B極，同時(shí)C、D產(chǎn)生氣泡．試回答：
（1）p為正極，A極發(fā)生了氧化（填反應(yīng)類型）反應(yīng)．
（2）D為陰極，試管里收集到H₂．
（3）C極的電極方程式是4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．
（4）在電解過程中，測得C、D兩極上產(chǎn)生的氣體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

時(shí)間（min）	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
陰極生成 氣體體積（cm3）	6	12	20	29	39	49	59	69	79	89
陽極生成 氣體體積（cm3）	2	4	7	11	16	21	26	31	36	41

仔細(xì)分析上表，請(qǐng)說出得到以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可能的原因是開始時(shí)陰、陽兩極氣體體積比為3：1，10分鐘時(shí)約為2：1，說明開始時(shí)氧氣溶解于溶液中．
（5）當(dāng)電路中通過0.004mol電子時(shí)，B電極上沉積金屬X的質(zhì)量為0.128g，則此金屬的摩爾質(zhì)量為64g•mol^-1．
（6）當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，A、B電極附近溶液的pH不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）接通電源，金屬X沉積于B極，同時(shí)C、D產(chǎn)生氣泡，則B為陰極，X離子在陰極放電生成金屬單質(zhì)，則A、C是陽極，B、D是陰極，連接陽極的是電源正極；
（2）電解硫酸溶液時(shí)，陰極上氫離子放電產(chǎn)生氫氣；
（3）C電極是電解池陽極，陽極上氫氧根離子放電；
（4）根據(jù)氫氣和氧氣的溶解性和溶解度等方面進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)金屬和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算；
（6）根據(jù)溶液中的氫離子和氫氧根離子濃度是否變化確定．

解答 解：（1）接通電源，金屬X沉積于B極，同時(shí)C、D產(chǎn)生氣泡，則B為陰極，X離子在陰極放電生成金屬單質(zhì)，則A、C是陽極，B、D是陰極，所以p是正極，A電極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，
故答案為：正；氧化；
（2）由（1）知，C是陽極，D是陰極，陰極上氫離子放電產(chǎn)生氫氣，
故答案為：陰；H₂；
（3）C是陽極，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，
故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（4）氫氣和氧氣都難溶于水，但是氧氣更易溶于水；所以1～6分鐘內(nèi)氧氣比氫氣溶解的快而多，從而導(dǎo)致陰、陽兩極生成的氣體體積之比大于2：1，
故答案為：開始時(shí)陰、陽兩極氣體體積比為3：1，10分鐘時(shí)約為2：1，說明開始時(shí)氧氣溶解于溶液中；
（5）設(shè)其摩爾質(zhì)量為M，電解時(shí)，B電極上的電極反應(yīng)式為：X²⁺+2e^-=X
             2e^-～～～X
              2             1
          0.004mol   $\frac{0.128g}{M}$ 
M=$\frac{0.128g×2}{0.004mol}$=64g•mol^-1，
故答案為：64g•mol^-1；
（6）該電解池中，陽極上電極材料放電生成金屬陽離子進(jìn)入溶液，陰極上金屬陽離子放電生成金屬析出，進(jìn)入的金屬陽離子和析出的金屬陽離子相等，所以溶液中的氫離子和氫氧根離子濃度都不變，則溶液的pH不變，
故答案為：不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電解原理，明確惰性電極電解時(shí)離子的放電順序及發(fā)生的電極反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，題目難度不大．