Question

18．如圖所示，在石墨作電極的電解池中，放入500mL含一種溶質(zhì)的某藍(lán)色溶液進(jìn)行電解，觀察到A電極表面有紅色固體物質(zhì)生成，B電極有黃綠色氣體生成，能使淀粉碘化鉀試液變藍(lán)．當(dāng)溶液中的原有溶質(zhì)完全電解后，停止電解，取出A電極、洗滌、干燥、稱量，電極增重1.6g．回答下列問題．
（1）與A電極相連的是電源的負(fù)極．
（2）A電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為2Cu²⁺+4e^-=2Cu，B電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，總反應(yīng)方程式為2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑．
（3）電解結(jié)束后，B電極上共失去電子0.05N_A個(gè)．電解液的pH=1．（假設(shè)電解前后溶液的體積不變，阿伏加德羅常數(shù)為N_A）
（4）保持電解液不變，將A、B電極分別改用鐵、銅電極．通直流電一段時(shí)間，兩電極上觀察到的現(xiàn)象分別是：A電極產(chǎn)生紅色物質(zhì)；B電極電極質(zhì)量減輕．電極B上發(fā)生反應(yīng)的電極方程式為Cu-2e^-=Cu²⁺．電解過程中，溶液的pH將不變（選填“增大”、“減小”或“保持不變”）

Answer 1

分析 （1）和電源的負(fù)極相連的是電解池的陰極，和電源的正極相連的是電解池的陽(yáng)極；
（2）電解可溶性的銅鹽的實(shí)質(zhì)是電解鹽和水，根據(jù)電極反應(yīng)書寫電解方程式；
（3）根據(jù)電解后所得溶液中氫離子的濃度計(jì)算溶液的pH，電解后溶液復(fù)原，遵循的原則是：出什么加什么，根據(jù)元素守恒來計(jì)算所加物質(zhì)的質(zhì)量；
（4）根據(jù)電解池的構(gòu)成以及電極反應(yīng)式計(jì)算．

解答 解：（1）電解液是藍(lán)色溶液，A電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成，所以A極是銅離子得電子，所以A極是陰極，A接的是電源的負(fù)極，B電極有無色氣體生成，則一定是氫氧根失電子產(chǎn)生的氧氣，所以B是該裝置陽(yáng)極，和電源的正極相連，故答案為：負(fù)；
（2）A極是陰極，陰極反應(yīng)：2Cu²⁺+4e^-=2Cu，B電極是陽(yáng)極，發(fā)生反應(yīng)：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，電解時(shí)反應(yīng)的總離子方程式為：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑，故答案為：2Cu²⁺+4e^-=2Cu；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑；
（3）取出A電極，洗滌、干燥、稱量、電極增重1.6g，所以陰極析出金屬銅的質(zhì)量是1.6g，即0.025mol，根據(jù)電極反應(yīng)：Cu²⁺+2e^-→Cu，B電極上失去電子和該電極上得到的電子一樣多，即失去電子是0.05mol，數(shù)目是0.05N_A，所以生成氫離子的物質(zhì)的量為0.05mol，所以c（H⁺）=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L，即pH=1，
故答案為：0.05N_A；1；
（4）保持電解液不變，將A、B電極分別改用鐵、銅電極，此時(shí)金屬Cu是陽(yáng)極，發(fā)生反應(yīng)的電極方程式為：Cu-2e^-=Cu²⁺，電質(zhì)量減輕，F(xiàn)e是陰極，該電極上生成銅單質(zhì)，質(zhì)量增加，電解過程，水不參與放電，所以溶液的pH不變，
故答案為：產(chǎn)生紅色物質(zhì)；電極質(zhì)量減輕；Cu-2e^-=Cu²⁺；不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生電解池的工作原理，注意電極反應(yīng)的書寫以及電子守恒的計(jì)算是關(guān)鍵，難度不大．