Question

如图所示装置，C、D、E、F、M、N都是惰性电极；甲、乙、丁溶液的体积均为100mL，甲中AgNO₃浓度为5mol/L，乙中NaCl浓度为3mol/L。接通电源后，向乙中滴入酚酞，在F极附近显红色。

（1）电源A极的名称是         。

（2）若用丙装置电解精练铜，则H极为            （填“粗铜”或“纯铜”）。

（3）甲装置中电解总反应的化学方程式为                                。

（4）电解结束后，向丁中加入0.1mol Cu(OH)₂，恰好恢复到反应前的浓度，则：

①丁中硫酸铜的物质的量浓度为              mol/L；

②将甲中溶液加水稀释至400mL，溶液的pH为            ；

③相同条件下，乙中E、F电极上产生气体的体积比为              。

Answer

（1）正极（2）纯铜

（3）4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3

（4）1 0 7︰8

【解析】

试题分析：（1）接通电源后，向乙中滴入酚酞，在F极附近显红色，这说明F电极生成氢氧化钠，即该电极是氢离子放电，是阴极，因此E是阳极，A是正极，B是负极。

（2）若用丙装置电解精练铜，H极是阴极，连接纯铜。

（3）惰性电极电解硝酸银溶液的总反应的化学方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3。

（4）①电解结束后，向丁中加入0.1mol Cu(OH)2，恰好恢复到反应前的浓度，则根据铜原子守恒可知硫酸铜的物质的量是0.1mol，则丁中硫酸铜的物质的量浓度为0.1mol÷0.1L＝1.0mol/L；

②根据氧原子守恒可知丁中产生的氧气是0.1mol，则反应中转移0.4mol电子。甲中硝酸银的物质的量是0.5mol，银离子完全放电转移0.5mol电子，所以硝酸银过量，则甲中产生的硝酸的物质的量是0.4mol，所以将甲中溶液加水稀释至400mL后氢离子的浓度是0.4mol÷0.4L＝1.0mol/L，因此溶液的pH为0；

③乙中氯化钠是0.3mol，转移0.4mol电子时，阴极产生0.2mol氢气；阳极产生0.15mol氯气和0.1mol÷4＝0.025mol氧气，所以相同条件下，乙中E、F电极上产生气体的体积比为0.175mol：0.2mol＝7︰8。

【考点定位】本题主要是考查电化学原理的应用

【名师点晴】该题的难点是计算，而计算的易错点是过量判断以及离子的放电顺序，明确离子的放电顺序以及依据电子得失守恒是答题的关键。常见离子的放电顺序总结如下：首先看“电极材料”：若阳极材料是除金、铂以外的其他金属，则在电解过程中，优先考虑阳极材料本身失去电子被氧化，而不考虑溶液中阴离子放电的难易。再看“离子放电的难易”：若阳极材料是惰性电极，则在电解过程中首先分析溶液中离子放电的难易。电解池阳极阴离子的放电顺序(失电子由易到难)为S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根；阴极阳离子的放电顺序(得电子由易到难)为Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。