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17.电解原理在化学工业中有着广泛的应用.现将你设计的原电池通过导线与图1中电解池相连,其中,a为电解液,X和Y是两块电极板,则:
(1)若X、Y依次为铜和铁,a仍为CuSO4溶液,且反应过程中未生成Fe3+,则Y极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+
(2)若用此装置电解精炼铜,粗铜做阳极,电解液CuSO4的浓度减小(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)PbO2可以通过石墨为电极,Pb(NO32 和Cu(NO32的混合溶液为电解液电解制取.阳极发生反应的电极反应式为Pb2++2H2O-2e-=PbO2↓+4H+;若电解液中不加入Cu(NO32,阴极发生的电极反应式为Pb2++2e-=Pb↓.
(4)如图2:A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸.

比较A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序为B、A、C(填字母序号).

分析 (1)若X、Y依次为铜和铁,a仍为CuSO4溶液,判断X为阴极,Y为阳极,且反应过程中未生成Fe3+,阳极铁失电子生成亚铁离子;
(2)依据电极精炼铜是粗铜做阳极,精铜做阴极,含铜离子的盐溶液做电解质溶液,粗铜中含有的杂质金属铁、镍、锌等电解过程中也会失电子,所以电解质溶液中铜离子浓度减小;
(3)阳极上Pb2+失去电子,得到PbO2,需要水参与反应,同时生成氢离子;若电解液中不加入Cu(NO32,阴极上Pb2+获得电子生成Pb;
(4)已知金属活动性:Zn>Fe>Sn,则A发生化学腐蚀,铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,B中Fe为负极,Sn为正极,Fe被腐蚀,C中Zn为负极,Fe为正极,Fe被保护,以此解答.

解答 解:(1)若X、Y依次为铜和铁,a仍为CuSO4溶液,判断X为极,Y为阳极,且反应过程中未生成Fe3+,阳极铁失电子生成亚铁离子,则Y极电极反应为Fe-2e-=Fe2+
故答案为:Fe-2e-=Fe2+
(2)电极精炼铜是粗铜做阳极,精铜做阴极,含铜离子的盐溶液做电解质溶液,粗铜中含有的杂质金属铁、镍、锌等电解过程中也会失电子,所以电解质溶液中铜离子浓度减小,
故答案为:粗铜;减小;
(3)阳极上Pb2+失去电子,得到PbO2,需要水参与反应,同时生成氢离子,电极反应式为:Pb2++2H2O-2e-=PbO2↓+4H+,若电解液中不加入Cu(NO32,阴极上Pb2+获得电子生成Pb,阴极电极反应式为Pb2++2e-=Pb↓,
故答案为:Pb2++2H2O-2e-=PbO2↓+4H+;Pb2++2e-=Pb↓;
(4)A发生化学腐蚀,B中Fe为负极,Sn为正极,Fe被腐蚀,C中Zn为负极,Fe为正极,Fe被保护,则A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序是B、A、C,
故答案为:B、A、C.

点评 题目看出来原电池、电解池相关知识,是对学生综合能力考查,(3)中电解液中不加入Cu(NO32时阴极反应为易错点,掌握离子放电顺序是关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如附图2所示(黑点代表铜原子).
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②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0,则铜与M形成的化合物属于共价(填“离子”、“共价”)化合物.
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