Question

10．電解裝置如圖所示：
Ⅰ．當(dāng)用惰性電極電解時(shí)，c為陽(yáng)極，電極反應(yīng)4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O或2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑d極的電極反應(yīng)陰極，電解總反應(yīng)的化學(xué)方程2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄
Ⅱ．（1）若用此裝置進(jìn)行鐵上鍍銅則c為銅（填鐵或銅）d為鐵（填鐵或銅）電解液濃度不變（增大，減小或不變）
（2）電鍍一段時(shí)間后對(duì)電極進(jìn)行稱量發(fā)現(xiàn)兩極質(zhì)量差為16克，則電路中轉(zhuǎn)移的電子0.25mol．
Ⅲ．若用此裝置進(jìn)行粗銅的電解精煉．則要求粗銅板是圖中電極c（填圖中的字母）；若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，則Fe以Fe²⁺（填離子符號(hào)）形式進(jìn)入溶液．

Answer 1

分析 Ⅰ．根據(jù)電解裝置圖可知，當(dāng)用惰性電極電解時(shí)，c與電源的正極相連，則c為陽(yáng)極，溶液中的OH^-在陽(yáng)極放電生成氧氣，電極反應(yīng)為4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O；d與電源的負(fù)極相連，則d為陰極，溶液中的銅離子在陰極放電生成銅，電極反應(yīng)為2Cu²⁺+4e^-═2Cu；陰極、陽(yáng)極電極反應(yīng)相加得到電池的總反應(yīng)，則電解總反應(yīng)的化學(xué)方程為2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；Ⅱ．（1）據(jù)電鍍?cè)�理，鍍層金屬做電解池的�?yáng)極，待鍍物質(zhì)做陰極，電解質(zhì)溶液是含鍍層金屬離子的溶液；依據(jù)電極反應(yīng)分析，電解質(zhì)溶液濃度不變；
（2）根據(jù)陽(yáng)極：Cu-2e→Cu²⁺、陰極：Cu²⁺+2e→Cu 兩極質(zhì)量差為128，當(dāng)兩極質(zhì)量差為16克，說明轉(zhuǎn)移的電子為$\frac{16}{128}$×2=0.25mol；
Ⅲ、電解精煉時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，CuSO₄溶液作電解液，比銅活潑的金屬失電子生成離子進(jìn)入溶液，不如銅活潑的金屬形成陽(yáng)極泥沉積下來(lái)，所以粗銅板是圖中電極c；若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，鐵比銅活潑，則Fe以Fe²⁺形式進(jìn)入溶液，c電極發(fā)生的反應(yīng)Cu-2e^-═Cu²⁺、Fe-2e^-═Fe²⁺．

解答 解：I．根據(jù)電解裝置圖可知，當(dāng)用惰性電極電解時(shí)，c與電源的正極相連，則c為陽(yáng)極，溶液中的OH^-在陽(yáng)極放電生成氧氣，電極反應(yīng)為4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O；d與電源的負(fù)極相連，則d為陰極，溶液中的銅離子在陰極放電生成銅，電極反應(yīng)為2Cu²⁺+4e^-═2Cu；陰極、陽(yáng)極電極反應(yīng)相加得到電池的總反應(yīng)，則電解總反應(yīng)的化學(xué)方程為2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
故答案為：陽(yáng)；4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O或2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑；陰極；2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
Ⅱ，（1）若用此裝置進(jìn)行鐵上鍍銅，陽(yáng)極是鍍層金屬銅，c為 銅；陰極是鍍件，d為 鐵，電解液濃度 不變；
故答案為：銅；鐵；不變；    
（2）根據(jù)陽(yáng)極：Cu-2e→Cu²⁺、陰極：Cu²⁺+2e→Cu 兩極質(zhì)量差為128，當(dāng)兩極質(zhì)量差為16克，說明轉(zhuǎn)移的電子為$\frac{16}{128}$×2=0.25mol，故答案為：0.25；
Ⅲ、電解精煉時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，CuSO₄溶液作電解液，比銅活潑的金屬失電子生成離子進(jìn)入溶液，不如銅活潑的金屬形成陽(yáng)極泥沉積下來(lái)，所以粗銅板是圖中電極c；若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，鐵比銅活潑，則Fe以Fe²⁺形式進(jìn)入溶液，c電極發(fā)生的反應(yīng)Cu-2e^-═Cu²⁺、Fe-2e^-═Fe²⁺，故答案為：c；Fe²⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查構(gòu)成原電池的條件和電極反應(yīng)書寫、電解池的有關(guān)電極反應(yīng)書寫，電解精煉，電鍍等電解原理的應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)，只有明確陰陽(yáng)極上析出的物質(zhì)才能正確解答；題目難度中等．