Question

如图装置所示，C、D、E、F都是惰性电极，
甲、乙中溶液的体积和浓度都相同（假设通电前后溶液体积
不变），A、B为外接直流电源的两极．将直流电源接通后，
F极附近呈红色．请回答：
（1）B极是电源的

 

，一段时间后，
甲中溶液pH

 

（填“变大”、“变小”或“不变”）．
（2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质
生成时，对应单质的物质的量之比为

 

．
（3）现用丙装置给铜件镀银，则H应该是

 

（填“铜”或“银”），电镀液是

 

溶液；常温下当乙中溶液的pH是13时（此时乙溶液体积为500mL），丙中镀件上析出银的质量为

 

克．
（4）若将C电极换为银，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）将直流电源接通后，F极附近呈红色，说明F电极为阴极，阴极上氢离子放电导致F电极附近呈碱性，则C、E、G为阳极，D、F、H为阴极，阴极连接原电池负极，甲中阳极上OH-放电，阴极上Cu²⁺放电；
（2）根据转移电子相等进行计算其物质的量之比；
（3）电镀时，镀层Ag为阳极、镀件Cu为阴极，电解质溶液为AgNO₃溶液，根据转移电子相等计算析出Ag的质量；
（4）若将C换为Ag，则阳极上Ag失电子、阴极上Cu离子放电．

解答： 解：（1）将直流电源接通后，F极附近呈红色，说明F电极为阴极，阴极上氢离子放电导致F电极附近呈碱性，则C、E、G为阳极，D、F、H为阴极，阴极连接原电池负极，所以B是原电池负极；甲中阳极上OH-放电，阴极上Cu²⁺放电，导致溶液中c（H⁺）大于c（OH^-），溶液呈酸性，所以溶液的pH变小；
故答案为：负极；变小；
（2）C、D、E、F发生的反应分别为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑、Cu²⁺+2e^-=Cu、2Cl^--2e^-=Cl₂↑、2H⁺+2e^-=H₂↑，串联电路中转移电子相等，假设都转移4mol电子时，O₂、Cu、Cl₂、H₂的物质的量分别是1mol、2mol、2mol、2mol，所以生成单质的物质的量之比为1：2：2：2，故答案为：1：2：2：2；
（3）用丙装置给铜件镀银，镀层Ag为阳极，则G为Ag，镀件H为阴极，阴极材料是Cu，电镀液为AgNO₃溶液，乙中电池反应式为2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，当乙中溶液pH=13时，溶液中c（NaOH）=0.1mol/L，溶液中n（NaOH）=0.1mol/L×0.5L=0.05mol，
设生成0.05molNaOH转移电子的物质的量为x，
2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑转移电子
                    2mol              2mol
                    0.05mol           x
2mol：2mol=0.05mol：x
x=

2mol×0.05mol

2mol

=0.05mol，
串联电路中转移电子相等，当转移0.05mol电子时，析出Ag的质量=

0.05mol

1

×108g/mol=5.4g，
故答案为：铜；AgNO₃；5.4 g；
（4）若将C换为Ag，则阳极上Ag失电子、阴极上Cu离子放电，电池反应式为2Ag+Cu²⁺

电解  .

Cu+2Ag⁺，故答案为：2Ag+Cu²⁺

电解  .

Cu+2Ag⁺．

点评：本题考查了电解池原理，明确离子放电顺序是解本题关键，根据各个电极上发生的反应来分析解答，难点是电极反应式的书写，再结合转移电子相等进行计算，题目难度中等．