Question

6．如图所示的装置，C、D、E、F 都是惰性电极．将电源接通后，观察到甲中C电极上有红色固体析出，电解一段时间后，C电极质量增加19.2g，试回答以下问题：
（1）如果AB用甲醇燃料电池，电解质用KOH溶液．A电极的电极反应式CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O，需要消耗0.1molmol甲醇．
（2）甲装置中电解反应的总化学方程式是2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄．
（3）乙装置中E电极发生的电极反应式2H⁺+2e^-=H₂↑．乙装置中反应的总化学方程式是2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（4）欲用丙装置给铜镀银，G应该是Cu，电镀液的主要成分是AgNO₃（填化学式）．

Answer 1

分析 （1）C电极上有红色固体析出，说明C（Cu）作阴极发生还原反应，电解池的阴极与电源的负极相连，A是甲醇燃料电池的负极，失电子发生氧化反应；再根据电子转移守恒计算；
（2）电解甲溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成铜；
（3）电解饱和食盐水时，氢离子在阴极（与电源负极相连），即E电极发生得电子的还原反应；电解饱和食盐水生成氢气、氯气、氢氧化钠；
（4）电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，电解质溶液中的金属元素与阳极材料所含元素相同．

解答 解：（1）C电极上有红色固体析出，说明C（Cu）作阴极发生还原反应，电解池的阴极与电源的负极相连，A是甲醇燃料电池的负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；C电极质量增加19.2g，Cu²⁺～2e^-～Cu，转移电子的物质的量为$\frac{19.2g}{64g/mol}$×2=0.6mol，则反应的甲醇的物质的量为0.1mol，故答案为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；0.1mol；
（2）电解甲溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成铜，所以电池反应式为：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，故答案为：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
（3）电解饱和食盐水时，氢离子在阴极（与电源负极相连），即E电极发生得电子的还原反应，电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑；电解饱和食盐水生成氢气、氯气、氢氧化钠，总反应式为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（4）在铜上镀银时，G与电源负极相连作阴极，说明G是铜，镀层银作阳极，电解质溶液是硝酸银溶液，故答案为：Cu；AgNO₃．

点评 本题考查了原电池及电解原理，准确判断电极名称和电解池溶液中阴阳离子的放电顺序是解本题的关键，难度中等．