Question

7．如圖所示裝置，C，D、E、F、X、Y都是惰性電極，甲、乙中溶液的體積和濃度都相同（假設通電前后溶液體積不變），A、B為外接直流電源的兩極，將直流電源接通后，F極附近溶液呈紅色．請回答：
（1）B極是電源的負，C電極上的電極反應式：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．
（2）若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質生成時，對應單質的物質的量之比為1：2：2：2．
（3）現用丙裝置給銅件鍍銀，則H應該是鍍件（填“鍍層金屬”或“鍍件”），電鍍液是AgNO₃溶液．當乙中溶液的pH=13時（此時乙溶液體積為500mL），丙中鍍件上析出銀的質量為5.4g．

Answer 1

分析 （1）將直流電源接通后，F極附近呈紅色，可知氫離子在該電極放電，所以F即是陰極，并得到其他各個電極的名稱，陽極上陰離子放電；
（2）C、D、E、F電極轉移的電子數目相等，根據轉移電子數可計算生成的單質的量；
（3）電鍍裝置中，鍍層金屬必須做陽極，鍍件做陰極，各個電極上轉移的電子數是相等的．

解答 解：將直流電源接通后，F極附近呈紅色，說明F極顯堿性，是氫離子在該電極放電，所以F即是陰極，可得出D、F、H、Y均為陰極，C、E、G、X均為陽極，A是電源的正極，B是負極；
（1）B電極是電源的負極，C電極與正極相連為陽極，則電極反應式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，
故答案為：負；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（2）C、D、E、F電極發生的電極反應分別為：4OH^-═O₂↑+2H₂O+4e^-、Cu²⁺+2e^-═Cu、2Cl^-═Cl₂↑+2e^-、2H⁺+2e^-═H₂↑，當各電極轉移電子均為1mol時，生成單質的量分別為：0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，所以單質的物質的量之比為1：2：2：2，
故答案為：1：2：2：2；
（3）電鍍裝置中，鍍層金屬必須做陽極，鍍件做陰極，所以H應該是鍍件，電解質溶液中含銀離子，應為AgNO₃，當乙中溶液的pH是13時（此時乙溶液體積為500mL）時，根據電極反應2H⁺+2e^-═H₂↑，則放電的氫離子的物質的量為：0.1mol/l×0.5L=0.05mol，當轉移0.05mol電子時，丙中鍍件上析出銀的質量=108g/mol×0.05mol=5.4g，
故答案為：鍍件；AgNO₃；5.4g．

點評 本題綜合考查電化學，為高頻考點，涉及原電池、電解池的工作原理及有關電子守恒計算等，綜合性很強，難度較大，側重分析與應用能力的綜合考查．