Question

【題目】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________極，一段時間后，甲中溶液顏色________，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___電荷（填“正”或“負”，在電場作用下向____極移動（填“X”或“Y”）。

（2）若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質生成時，對應單質的物質的量之比為_________________。

（3）現用丙裝置給銅件鍍銀，則H應該是________（填“鍍層金屬”或“鍍件”），電鍍液是________溶液。當乙中溶液的pH是13時(此時乙溶液體積為500 mL)，丙中鍍件上析出銀的質量為________，甲中溶液的pH________(填“變大”“變小”或“不變”)。

（4）若將C電極換為鐵，其他裝置都不變，則甲中發生總反應的離子方程式是__________________________________________。

Answer 1

【答案】負極 逐漸變淺 正 Y 1∶2∶2∶2 鍍件 AgNO3 5.4 g 變小 Fe＋Cu2＋Cu＋Fe2＋

【解析】

將直流電源接通后，F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電極發生的電極反應分別為：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。（2）C、D、E、F電極發生的電極反應分別為：2H2O-4e-=O2+4H+、Cu2++2e-═Cu、2Cl-═Cl2↑+2e-、2H++2e-═H2↑，當各電極轉移電子均為1mol時，生成單質的量分別為：0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，所以單質的物質的量之比為1：2：2：2。電鍍裝置中，鍍層金屬必須做陽極，鍍件做陰極，所以H應該是鍍件，電鍍液含有鍍層金屬陽離子，故電鍍液為AgNO3溶液；當乙中溶液的c（OH-）=0.1molL-1時（此時乙溶液體積為500mL），根據電極反應2H2O+2e-═H2↑+2OH-，則放電的氫離子的物質的量為：0.1mol/l×0.5L=0.05mol，當轉移0.05mol電子時，丙中鍍件上析出銀的質量=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。（4）C電極換為鐵，則陽極鐵失電子，陰極銅離子得電子，電解池反應為：Fe+Cu2+ Cu+Fe2+。