Question

17．下圖所示的電解池Ⅰ和Ⅱ溶液體積均為100mL，a、b和d均為Pt電極．電解過程中，電極b和d質(zhì)量均增大．
（1）M是電池的正極（填正、負、陰、陽）
（2）若X是AgNO₃，試寫出a極電極反應(yīng)式：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，當(dāng)b極增重0.108g時，忽略溶液體積變化，此時溶液的pH=2．
（3）若用Ⅱ進行銅的精煉，電極c的材料試粗銅，d極電極方程式為Cu²⁺+2e^-=Cu．

Answer 1

分析 （1）a、b和d均為Pt電極，則在電解過程中不參加反應(yīng)，由于電極b和d質(zhì)量均增大，說明這是溶液中的金屬離子發(fā)生還原反應(yīng)，在陰極析出金屬單質(zhì)導(dǎo)致，在電解池中與陰極相連的是電源的負極，從而得出M是電源的正極；
（2）根據(jù)裝置可分析，電極a為陽極，b為陰極，c為陽極，d為陰極，結(jié)合電解原理，分析溶液中離子放電順序，判斷電極反應(yīng)以及計算溶液中氫離子的濃度；
（3）銅的精煉時，讓粗銅做陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生銅離子、二價鐵離子等，電解質(zhì)溶液是含銅離子的溶液，在陰極銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)得到精銅．

解答 解：（1）a、b和d均為Pt電極，則在電解過程中不參加反應(yīng)，由于電極b和d質(zhì)量均增大，說明這是溶液中的金屬離子發(fā)生還原反應(yīng)，在陰極析出金屬單質(zhì)導(dǎo)致，在電解池中與陰極相連的是電源的負極，從而得出M是電源的正極，
故答案為：正；
（2）與電源正極相連的是電解池的陽極，與電源負極相連的是電解池的陰極，所以電極a為陽極，b為陰極，c為陽極，d為陰極，若X是AgNO₃，則溶液中有這些離子：Ag⁺、H⁺、OH^-、NO₃^-，在陽極OH^-比NO₃^-先放電，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
b極增重是因為在陰極銀離子先放電，得電子產(chǎn)生銀單質(zhì)，電極反應(yīng)為：Ag⁺+e^-=Ag，銀的質(zhì)量為0.108g，則物質(zhì)的量為0.001mol，根據(jù)總反應(yīng)式：4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺，
4Ag～4H⁺，可知b極增重0.108g時，氫離子產(chǎn)生0.001mol，所以氫離子的濃度c（H⁺）=$\frac{n（{H}^{+}）}{V}$=$\frac{0.001mol}{0.1L}$=0.01mol•L^-1，則溶液的PH=-lgc（H⁺）=2，
故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑； 2；
（3）銅的精煉時，讓粗銅做陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生銅離子、二價鐵離子等，所以電極c的材料是粗銅，電解質(zhì)溶液是含銅離子的溶液，在陰極（d極）銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)得到精銅，d極電極方程式為：Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：粗銅； Cu²⁺+2e^-=Cu．

點評 本題考查了電解原理的分析應(yīng)用，主要是電極反應(yīng)，溶液中離子放電順序的判斷，電極反應(yīng)書寫方法和PH值的計算，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．