Question

【題目】如圖所示，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，丁中X極附近的顏色逐漸變淺，Y極附近的顏色逐漸變深．請回答：
（1）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 ．
（2）現用丙裝置給銅件鍍銀，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量為 ．
（3）Fe（OH）3膠體的制備有嚴格的要求，小明想向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液來制備Fe（OH）3膠體，結果很快就生成了紅褐色的沉淀．他測得溶液的pH=5，則此時溶液中c（Fe3+）=mol/L．（己知Ksp=1×10﹣36）．
（4）若用甲烷燃料電池（電解質溶液為2L2mol/LKOH溶液）提供電源，持續通入甲烷，在標準狀況下，消耗甲烷的體積VL．當消耗CH4的體積在44.8＜V≤89.6時，此時電源中B極發生的電極反應為： ．

Answer 1

【答案】
（1）1：2：2：2
（2）5.4g
（3）10﹣9
（4）CH4﹣8e﹣+9CO32﹣+3H2O=10HCO3﹣
【解析】解：（1）C、D、E、F電極發生的電極反應分別為：4OH﹣═O2↑+2H2O+4e﹣、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；所以答案是：1：2：2：2；（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pH是13時，溶液的c（OH﹣）=0.1molL﹣1時，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，所以答案是：5.4g；（3）Fe（OH）3飽和溶液中，c（H+）=10﹣5mol/L，Fe（OH）3Fe3++3OH﹣生成的氫氧根：c（OH﹣）=10﹣9mol/L，根據Ksp=c（Fe3+）c（OH﹣）3=1×10﹣36 ． 解得c（Fe3+）=10﹣9mol/L，所以答案是：10﹣9；（4）n（KOH）=2mol/L×2L=4mol，該裝置是燃料電池，負極上甲烷失電子發生氧化反應，正極上氧氣得電子發生還原反應，44.8L＜V≤89.6L時，根據原子守恒得2mol＜n（CO2）≤4mol，反應生成碳酸氫鉀，負極反應式為CH4﹣8e﹣+9CO32﹣+3H2O=10HCO3﹣ ， 所以答案是：CH4﹣8e﹣+9CO32﹣+3H2O=10HCO3﹣ ．