Question

5．認真觀察下列裝置，回答下列問題：

（1）裝置B中PbO₂上發(fā)生的電極反應為PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-═PbSO₄+2H₂O．
（2）裝置A中總反應的離子方程式為Cu+2H⁺$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cu²⁺+H₂↑．
（3）若裝置E的目的是在銅上鍍銀，則X為AgNO₃，極板N的材料為Ag．
（4）若裝置E中X為海水，極板N的材料為惰性電極，極板M的材料為鋼鐵設備，這種保護鋼鐵設備的方法叫外加電源的陰極保護法．
（5）當裝置A中Cu電極質(zhì)量改變6.4g時，裝置D中產(chǎn)生的氣體體積為3.92L （標準狀況）．

Answer 1

分析 （1）B和C裝置形成原電池，鉛作負極，二氧化鉛作正極，正極上二氧化鉛得電子和硫酸根離子反應生成硫酸鉛；
（2）A連接電源，則A是電解池，左邊Pt作陰極，右邊Cu作陽極，陽極上Cu放電，陰極上氫離子放電；
（3）電鍍時，鍍層作陽極，鍍件作陰極，電解質(zhì)溶液中陽離子和鍍層金屬相同；
（4）M連接電源負極，為外加電源的陰極保護法；
（5）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計算生成氣體的體積．

解答 解：（1）B和C裝置形成原電池，鉛作負極，二氧化鉛作正極，原電池放電時，正極上二氧化鉛得電子和硫酸根離子反應生成硫酸鉛，發(fā)生還原反應，電極反應式為：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-═PbSO₄+2H₂O，
故答案為：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-═PbSO₄+2H₂O；
（2）A連接電源，則A是電解池，左邊Pt作陰極，右邊Cu作陽極，陽極上Cu放電，陰極上氫離子放電，裝置A中總反應的離子方程式為Cu+2H⁺$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cu²⁺+H₂↑，
故答案為：Cu+2H⁺$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cu²⁺+H₂↑；
（3）鍍時，鍍層作陽極，鍍件作陰極，電解質(zhì)溶液中陽離子和鍍層金屬相同，若裝置D的目的是在某鍍件上鍍銀，則X為硝酸銀溶液，N作陽極，應該是銀，
故答案為：AgNO₃； Ag；
（4）M連接電源負極，為外加電源的陰極保護法，故答案為：外加電源的陰極保護法；
（5）當裝置A中Cu電極質(zhì)量改變6.4g時，n（Cu）=0.1mol，則轉(zhuǎn)移0.2mol電子，裝置D中n（NaCl）=0.1mol，
陽極首先發(fā)生2Cl-2e^-=Cl₂↑、其次發(fā)生4OH-4e^-=2H₂O+O₂↑，則陽極首先生成0.05molCl₂，其次生成0.025molO₂，
陰極只發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，生成0.1molH₂，則總共生成0.175mol氣體，體積為0.175mol×22.4L/mol=3.92L，
故答案為：3.92L．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，為高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力和計算能力的考查，明確離子放電順序是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，難度中等．