Question

5．如图中，甲是电解饱和食盐水，乙是铜的电解精炼，丙是电镀，回答：
（1）b极上的电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，甲电池的总反应化学方程式是2NaCl+2H₂O═2NaCl+Cl₂↑+H₂↑．
（2）在粗铜的电解过程中，图中c电极的材料是粗铜板（填“粗铜板”或“纯铜板”）；在d电极上发生的电极反应为Cu²⁺+2e^-=Cu；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe等杂质，则沉积在电解槽底部（阳极泥）的杂质是Au、Ag．电解一段时间后，电解液中的金属离子有Cu²⁺、Fe²⁺．
（3）如果要在铁制品上镀镍（二价金属），则e电极的材料是镍块（填“铁制品”或“镍块”，下同），f电极的材料是铁制品．
（4）若e电极的质量变化118g，则a电极上产生的气体在标准状况下的体积为44.8L．

Answer 1

分析 （1）甲是电解饱和食盐水，M为正极，则a为阳极发生氧化反应，b为阴极发生还原反应，电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠；
（2）乙是铜的电解精炼，粗铜应作阳极即c极，精铜作阴极即d极，阳极与电池的正极相连发生氧化反应，阴极与电池的负极相连发生还原反应；金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，因此在电解过程中Ag、Au不会失去电子，而是形成阳极泥，根据电解原理来解答；
（3）要在铁制品上镀镍（二价金属），则铁作阴极与电源负极N相连即f极，镍为阳极与电源正极M相连即e极；
（4）根据转移电子数相等计算．

解答 解：（1）甲是电解饱和食盐水，M为正极，则a为阳极发生氧化反应，b为阴极发生还原反应，电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，总反应化学方程式为2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaCl+Cl₂↑+H₂↑，故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaCl+Cl₂↑+H₂↑；
（2）用电解法进行粗铜提纯时，粗铜应作阳极，精铜作阴极，该装置中M为原电池的正极，N为原电池的负极，所以c为电解池的阳极，d为电解池的阴极，电解时，以硫酸铜溶液为电解液，溶液中的Cu²⁺得到电子在阴极上发生还原反应，即Cu²⁺+2e^-=Cu；作阳极的粗铜中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液，所以Fe发生Fe-2e^-═Fe²⁺反应，以Fe²⁺的形式进入溶液中；比铜不活泼的金属Au、Ag不会失去电子，以单质的形成沉入电解槽形成“阳极泥”，则沉积在电解槽底部（阳极泥）的杂质是Au、Ag，电解一段时间后，电解液中的金属离子有Cu²⁺、Fe²⁺，
故答案为：粗铜板；Cu²⁺+2e^-=Cu；Au、Ag；Cu²⁺、Fe²⁺；
（3）要在铁制品上镀镍（二价金属），则铁作阴极与电源负极N相连即f极，镍为阳极与电源正极M相连即e极，故答案为：镍块；铁制品；
（4）若e电极的质量变化118g，根据转移电子数相等，Ni～2e^-～Cl₂，则a电极上产生的气体在标准状况下的体积为$\frac{118g}{59g/mol}$×22.4L/mol=44.8L，故答案为：44.8L．

点评 本题考查电解原理，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，难度中等，注意把握离子的放电顺序，为解答该题的关键．