Question

如图，p、q为直流电源的两极，A由+2价金属单质X制成，B、C、D为铂电极，接通电源，金属X沉积于B极，同时C、D极上均产生气泡．试回答：
（1）p为

 

极，A极发生了

 

反应．
（2）C为

 

极，试管里收集到的气体是

 

．
（3）C极的电极反应式是

 

．
（4）在电解过程中，测得的C、D两极上产生的气体的实验数据如下：

时间（min）	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
阴极生成气体体积 （cm3）	6	12	20	29	39	49	59	69	79	89
阳极生成气体体积 （cm3）	2	4	7	11	16	21	26	31	36	41

仔细分析以上实验数据，造成阴、阳两极气体体积比变化的可能原因是

 

．
（5）当反应进行一段时间后，A、B电极所在的电解池中溶液的pH

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（6）当电路中通过0.004mol电子时，B电极上沉积金属X为0.128g，则此金属的摩尔质量为

 

．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）接通电源，金属M沉积于B极，同时C、D产生气泡，则B为阴极，M离子在阴极放电生成金属单质，则A、C是阳极，B、D是阴极，连接阳极的是电源正极；
（2）电解硫酸溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电；
（3）C电极是电解池阳极，阳极上氢氧根离子放电；
（4）根据氢气和氧气的溶解性和溶解度等方面进行分析；
（5）根据溶液中的氢离子和氢氧根离子浓度是否变化确定；
（6）根据金属和转移电子之间的关系式计算．

解答： 解：（1）接通电源，金属M沉积于B极，同时C、D产生气泡，则B为阴极，M离子在阴极放电生成金属单质，则A、C是阳极，B、D是阴极，所以p是正极，A电极上失电子发生氧化反应，故答案为：正；氧化；
（2）由（1）知，C是阳极，D是阴极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，故答案为：阳；氧气；
（3）C是阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，故答案为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（4）氢气和氧气都难溶于水，但是氧气更易溶于水；所以1～6分钟内氧气比氢气溶解的快而多，从而导致阴、阳两极生成的气体体积之比大于2：1；
故答案为：开始时阴、阳两极气体体积比为3：1，10分钟时约为2：1，说明开始时氧气溶解于溶液中；
（5）该电解池中，阳极上电极材料放电生成金属阳离子进入溶液，阴极上金属阳离子放电生成金属析出，进入的金属阳离子和析出的金属阳离子相等，所以溶液中的氢离子和氢氧根离子浓度都不变，则溶液的pH不变，故答案为：不变；
（6）设其摩尔质量为M，
电解时，B电极上的电极反应式为：X ²⁺+2e^-=X
                                2mol 1mol
                           0.004mol 

0.128g

M

M=

0.128g×2mol

0.004mol×1mol

=64g/mol，
故答案为：64g/mol．

点评：本题考查电解原理，明确惰性电极电解时离子的放电顺序及发生的电极反应是解答本题的关键，题目难度不大．