Question

(10分)如图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中的溶液都是1 mol·L^－1 500 mL(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）若甲、乙装置中的各电极均只有一种单质生成时，对应各单质的物质的量之比为(按图中从左到右的顺序)_____________。

（2）现用丙装置给铜件镀银，则H应该是________(填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是________溶液。当乙中溶液的pH是13时，丙中镀件上析出银的质量为________，甲中溶液的pH是________。

（3）若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是________。

（4）丁中X、Y两极附近的颜色变化情况是_________，产生这种现象的原因是________。

Answer

（1）1∶2∶2∶2(2分) （2）镀件；AgNO3；5.4 g；1(各1分)

（3）Fe+Cu2+Cu+Fe2+(2分)

（4）X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深；

氢氧化铁胶体粒子带正电荷在电场作用下向阴极移动(各1分)

【解析】

试题分析：将直流电源接通后，F极附近呈红色，说明F极显碱性，是氢离子在该电极放电，所以F即是阴极，可得出D、F、H、Y均为阴极，C、E、G、X均为阳极，A是电源的正极，B是负极；（1）C、D、E、F电极发生的电极反应分别为：4OH-═O2↑+2H2O+4e-、Cu2++2e-═Cu、2Cl-═Cl2↑+2e-、2H++2e-═H2↑，当各电极转移电子均为1mol时，生成单质的量分别为：0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，所以单质的物质的量之比为1：2：2：2；（2）电镀装置中，镀层金属必须做阳极，镀件做阴极，所以H应该是镀件；当乙中溶液的pH是13时（此时乙溶液体积为500mL）时，根据电极反应2H++2e-═H2↑，则放电的氢离子的物质的量为：0.1mol/l×0.5L=0.05mol，当转移0.05mol电子时，丙中镀件上析出银的质量=108g/mol×0.05mol=5.4g，电解硫酸铜的过程中氢氧根减少的量等于乙中放电的氢离子的量，为0.05mol，故溶液中氢离子浓度为0.05/0.5=0.1mol/L，所以甲中溶液的pH为1；（3）C电极换为铁，则阳极铁失电子，阴极铜离子得电子，电解池反应为：Fe+Cu2+Cu+Fe2+；（4）Y极是阴极，氢氧化铁胶体粒子向阴极移动，使该电极附近颜色逐渐变深，阳极附近颜色变浅，产生这种现象的原因是氧化铁胶体粒子带正电荷，异性电荷相互吸引，所以氢氧化铁胶体粒子带正电荷在电场作用下向阴极移动。

考点：电解池的工作原理