Question

7．如图所示为相互串联的甲、乙两电解池．试回答：
（1）若甲池利用电解原理在铁上镀银，则A是阴极 （填电极名称），电极反应式是Ag⁺+e^-=Ag；B是银（填电极材料），电极反应式是Ag-e^-=Ag⁺，应选用的电解质溶液是AgNO₃溶液．
（2）乙池中发生的总反应的离子方程式为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂+H₂+2OH^-，若滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈红色，此时溶液的PH变大（填“变大”“变小”或“不变”）；若要使溶液复原应加入HCl
（3）若甲槽阴极增重43.2g，则乙槽中阳极上放出的气体在标准状况下的体积是448L．此时乙槽中溶液的PH为13．

Answer 1

分析 根据电源的正负极可判断A、B、Fe、C分别为电解池的阴极、阳极、阴极、阳极，在阴极上发生还原反应，在阳极上发生氧化反应，乙池反应中阴极：2H₂O+2e^-═H₂↑+20H^-，阳极：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，若甲为用电解原理给铁片镀银的装置，阴极反应为Ag⁺+e^-=Ag，阳极反应为Ag-e^-=Ag⁺，电解质溶液应选与镀层具有相同金属离子的可溶性盐溶液；然后根据电极反应以及两个串联电解池转移电子数目相等计算．

解答 解：（1）根据电源的正负极可判断A、B、Fe、C分别为电解池的阴极、阳极、阴极、阳极，在阴极上发生还原反应，在阳极上发生氧化反应，在铁片上镀银时，镀层金属银为电解池的阳极，阳极上的电极反应式为Ag-e^-=Ag⁺，镀件金属铁为电解池的阴极，阴极上的电极反应式Ag⁺+e^-=Ag，电解质溶液含有镀层金属离子，应为可溶性硝酸银溶液．
故答案为：阴极；Ag⁺+e^-=Ag；银； Ag-e^-=Ag⁺；AgNO₃；
（2）乙池电解NaCl溶液，阴极反应为：2H₂O+2e^-═H₂↑+20H^-，总反应的离子方程式为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂+H₂+2OH^-，滴加酚酞溶液后，阴极溶液变红．阳极反应式为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，放氢生成碱型，所以溶液的PH值变大，生成氢气和氯气，所以要使溶液复原应加入只要通入氯化氢气体，
故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂+H₂+2OH^-；红；变大；HCl；
（3）甲槽阴极反应为Ag⁺+e^-=Ag，阴极增重4.32g，应为银的质量，n=$\frac{4.32g}{108g/mol}$=0.04 mol，
转移的电子为0.04mol，两个电解池串联，转移的电子数目相等，乙槽阳极反应为2Cl^--2e^-═Cl₂↑，
转移的电子为0.04mol时，在阳极上生成气体的物质的量为0.02mol，
放出气体在标准状况下的体积为0.02mol×22.4L/mol=0.448L=448mL，
设氢氧化钠的物质的量为x．
2NaCl+2H₂O=Cl₂↑+2NaOH+H₂↑  转移电子
                 2mol        2mol
                  x          0.04mol 
所以x=0.04mol
氢氧化钠的物质的量浓度C=$\frac{0.04mol}{0.4L}$=0.1mol/L，C（H⁺ ）=$\frac{1×1{0}^{-14}}{0.1}$=1×10^-13mol/L
所以溶液的PH值为13．
故答案为：448；13．

点评 本题考查了电镀原理及氧化还原反应的有关计算，难度不大，注意串联电解池得失电子数相等的特点．