Question

如圖裝置所示，C、D、E、F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極附近呈紅色．請回答：
（1）B極是電源的

 

，一段時間后，
甲中溶液pH

 

（填“變大”、“變小”或“不變”）．
（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

 

．
（3）現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀，則H應(yīng)該是

 

（填“銅”或“銀”），電鍍液是

 

溶液；常溫下當乙中溶液的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

 

克．
（4）若將C電極換為銀，其他裝置都不變，則甲中發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式是

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色，說明F電極為陰極，陰極上氫離子放電導(dǎo)致F電極附近呈堿性，則C、E、G為陽極，D、F、H為陰極，陰極連接原電池負極，甲中陽極上OH-放電，陰極上Cu²⁺放電；
（2）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等進行計算其物質(zhì)的量之比；
（3）電鍍時，鍍層Ag為陽極、鍍件Cu為陰極，電解質(zhì)溶液為AgNO₃溶液，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計算析出Ag的質(zhì)量；
（4）若將C換為Ag，則陽極上Ag失電子、陰極上Cu離子放電．

解答： 解：（1）將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色，說明F電極為陰極，陰極上氫離子放電導(dǎo)致F電極附近呈堿性，則C、E、G為陽極，D、F、H為陰極，陰極連接原電池負極，所以B是原電池負極；甲中陽極上OH-放電，陰極上Cu²⁺放電，導(dǎo)致溶液中c（H⁺）大于c（OH^-），溶液呈酸性，所以溶液的pH變��；
故答案為：負極；變�。�
（2）C、D、E、F發(fā)生的反應(yīng)分別為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑、Cu²⁺+2e^-=Cu、2Cl^--2e^-=Cl₂↑、2H⁺+2e^-=H₂↑，串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等，假設(shè)都轉(zhuǎn)移4mol電子時，O₂、Cu、Cl₂、H₂的物質(zhì)的量分別是1mol、2mol、2mol、2mol，所以生成單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為1：2：2：2，故答案為：1：2：2：2；
（3）用丙裝置給銅件鍍銀，鍍層Ag為陽極，則G為Ag，鍍件H為陰極，陰極材料是Cu，電鍍液為AgNO₃溶液，乙中電池反應(yīng)式為2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，當乙中溶液pH=13時，溶液中c（NaOH）=0.1mol/L，溶液中n（NaOH）=0.1mol/L×0.5L=0.05mol，
設(shè)生成0.05molNaOH轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為x，
2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑轉(zhuǎn)移電子
                    2mol              2mol
                    0.05mol           x
2mol：2mol=0.05mol：x
x=

2mol×0.05mol

2mol

=0.05mol，
串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等，當轉(zhuǎn)移0.05mol電子時，析出Ag的質(zhì)量=

0.05mol

1

×108g/mol=5.4g，
故答案為：銅；AgNO₃；5.4 g；
（4）若將C換為Ag，則陽極上Ag失電子、陰極上Cu離子放電，電池反應(yīng)式為2Ag+Cu²⁺

電解  .

Cu+2Ag⁺，故答案為：2Ag+Cu²⁺

電解  .

Cu+2Ag⁺．

點評：本題考查了電解池原理，明確離子放電順序是解本題關(guān)鍵，根據(jù)各個電極上發(fā)生的反應(yīng)來分析解答，難點是電極反應(yīng)式的書寫，再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子相等進行計算，題目難度中等．