Question

10．電解裝置如圖所示：
Ⅰ．當用惰性電極電解時，c為陽極，電極反應4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O或2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑d極的電極反應陰極，電解總反應的化學方程2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄
Ⅱ．（1）若用此裝置進行鐵上鍍銅則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）電鍍一段時間后對電極進行稱量發(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）形式進入溶液．

Answer 1

分析 Ⅰ．根據(jù)電解裝置圖可知，當用惰性電極電解時，c與電源的正極相連，則c為陽極，溶液中的OH^-在陽極放電生成氧氣，電極反應為4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O；d與電源的負極相連，則d為陰極，溶液中的銅離子在陰極放電生成銅，電極反應為2Cu²⁺+4e^-═2Cu；陰極、陽極電極反應相加得到電池的總反應，則電解總反應的化學方程為2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；Ⅱ．（1）據(jù)電鍍原理，鍍層金屬做電解池的陽極，待鍍物質(zhì)做陰極，電解質(zhì)溶液是含鍍層金屬離子的溶液；依據(jù)電極反應分析，電解質(zhì)溶液濃度不變；
（2）根據(jù)陽極：Cu-2e→Cu²⁺、陰極：Cu²⁺+2e→Cu 兩極質(zhì)量差為128，當兩極質(zhì)量差為16克，說明轉(zhuǎn)移的電子為$\frac{16}{128}$×2=0.25mol；
Ⅲ、電解精煉時，粗銅作陽極，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入溶液，不如銅活潑的金屬形成陽極泥沉積下來，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⁺形式進入溶液，c電極發(fā)生的反應Cu-2e^-═Cu²⁺、Fe-2e^-═Fe²⁺．

解答 解：I．根據(jù)電解裝置圖可知，當用惰性電極電解時，c與電源的正極相連，則c為陽極，溶液中的OH^-在陽極放電生成氧氣，電極反應為4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O；d與電源的負極相連，則d為陰極，溶液中的銅離子在陰極放電生成銅，電極反應為2Cu²⁺+4e^-═2Cu；陰極、陽極電極反應相加得到電池的總反應，則電解總反應的化學方程為2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
故答案為：陽；4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O或2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑；陰極；2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
Ⅱ，（1）若用此裝置進行鐵上鍍銅，陽極是鍍層金屬銅，c為 銅；陰極是鍍件，d為 鐵，電解液濃度 不變；
故答案為：銅；鐵；不變；    
（2）根據(jù)陽極：Cu-2e→Cu²⁺、陰極：Cu²⁺+2e→Cu 兩極質(zhì)量差為128，當兩極質(zhì)量差為16克，說明轉(zhuǎn)移的電子為$\frac{16}{128}$×2=0.25mol，故答案為：0.25；
Ⅲ、電解精煉時，粗銅作陽極，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入溶液，不如銅活潑的金屬形成陽極泥沉積下來，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⁺形式進入溶液，c電極發(fā)生的反應Cu-2e^-═Cu²⁺、Fe-2e^-═Fe²⁺，故答案為：c；Fe²⁺．

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