Question

15．如圖中X是直流電源．Y槽中c、d為石墨棒，Z槽中e、f是質(zhì)量相同的銅棒．接通電路后，發(fā)現(xiàn)d附近顯紅色．
（1）①電源上b為負(fù)極．
②Z槽中e為陽(yáng)極．
③連接Y、Z槽線路中，電子流動(dòng)的方向是d←e（用“→”或“←”填空）．
（2）①寫(xiě)出c極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式2Cl^--2e-=Cl₂↑．
②寫(xiě)出Y槽中總反應(yīng)化學(xué)方程式2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
③寫(xiě)出Z槽中e極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式Cu-2e^-═Cu²⁺．
（3）①電解2min后，取出e、f，洗凈、烘干、稱量，質(zhì)量差為2.56g，在通電過(guò)程中，電路中通過(guò)的電子為0.04mol．
②若Y槽中溶液體積為100mL（電解后可視為不變），槽中電解反應(yīng)的速率v（OH^-）=0.2 mol•L^-1•min^-1．

Answer 1

分析 X為直流電源，Y槽中c、d為石墨棒，Z槽中e、f是質(zhì)量相同的銅棒，接通電路后發(fā)現(xiàn)d附近顯紅色，則d附近生成氫氧根離子，則d極為電解池陰極，d電極上氫離子放電生成氫氣和氫氧根離子，c為陽(yáng)極，c電極上氯離子放電，則a是直流電源正極，b是直流電源負(fù)極；電子從原電池的負(fù)極流向電解池的陰極，再到陽(yáng)極，最后流入原電池的正極；結(jié)合電解池中兩極上的反應(yīng)分析

解答 解：X為直流電源，Y槽中c、d為石墨棒，Z槽中e、f是質(zhì)量相同的銅棒，接通電路后發(fā)現(xiàn)d附近顯紅色，則d附近生成氫氧根離子，則d極為電解池陰極，d電極上氫離子放電生成氫氣和氫氧根離子，c為陽(yáng)極，c電極上氯離子放電，則a是直流電源正極，b是直流電源負(fù)極
（1）①由以上分析可知b為負(fù)極，故答案為：負(fù)；
②Z槽中e與原電池正極相連為陽(yáng)極；故答案為：陽(yáng)；
③連接Y、Z槽線路中，電子流動(dòng)的方向是從e流向d，故答案為：←；
（2）①c為陽(yáng)極，c電極上氯離子放電，c極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式為：2Cl^--2e-=Cl₂↑，故答案為：2Cl^--2e-=Cl₂↑；
②Y槽中為惰性電極電解氯化鈉溶液，其總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
③Z槽中e極與電源正極相連為陽(yáng)極，其電極反應(yīng)式為Cu-2e^-═Cu²⁺，故答案為：Cu-2e^-═Cu²⁺．
（3）①設(shè)電路中轉(zhuǎn)移的電子為xmol，根據(jù)e極：Cu-2e^-=Cu²⁺，△m=64 得e極質(zhì)量減輕：32x（g）；
f極：Cu²⁺+2e^-=Cu，△m=64 得f極質(zhì)量增重：32x（g），所以有：32x+32x=2.56，得x=0.04mol，
故答案為：0.04；
②因?yàn)閮刹凼谴��?lián)，電極上流過(guò)的電量相等，在電解氯化鈉溶液中，每流過(guò)1mol電子，溶液中就會(huì)產(chǎn)生1mol氫氧根離子，根據(jù)①可知，2min流過(guò)0.04mol電子，所以每分鐘溶液中產(chǎn)生的氫氧根的物質(zhì)的量為0.02mol，所以槽中電解反應(yīng)的速率v（OH^-）=$\frac{\frac{0.02mol}{0.1L}}{1min}$0.2mol/（L•min），故答案為：0.2 mol•L^-1•min^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生電解池的工作原理知識(shí)，明確圖中電源的正負(fù)極確定以及電解池的陰陽(yáng)極上的反應(yīng)是解答的關(guān)鍵，并熟悉電極反應(yīng)及離子的放電順序來(lái)解答，題目難度中等．