Question

2．如圖中X是直流電源．Y槽中c、d為石墨棒，Z槽中e、f是質(zhì)量相同的銅棒．接通電路后，發(fā)現(xiàn)d附近顯紅色．

（1）①電源上b為負極．（用“正”、“負”、“陰”、“陽”填空）
②Z槽中e為陽極（同上）．
③連接Y、Z槽線路中，電子流動的方向是d←e（用“→”和“←”填空）．
（2）①寫出Y槽中總反應(yīng)化學方程式2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
②寫出Z槽中e極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式Cu-2e^-=Cu²⁺．
（3）①電解2min后，取出e、f，洗凈、烘干、稱量，質(zhì)量差為1.28g，在通電過程中，電路中通過的電子為0.02mol；
②若Y槽中溶液體積為500mL（電解后可視為不變），則槽中單位時間內(nèi)氫氧根離子濃度的變化是0.02mol/（L•min）．

Answer 1

分析 （1）X為直流電源，Y槽中c、d為石墨棒，Z槽中e、f是質(zhì)量相同的銅棒，接通電路后發(fā)現(xiàn)d附近顯紅色，則d附近生成OH^-，則d極為電解池陰極，c、e為陽極，f為陰極，a為正極、b為負極；
串聯(lián)電路中d、e分別為陰極、陽極，電子從e流向d；
（2）①Y槽中陽極上氯離子放電、陰極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子；
②e電極上Cu失電子生成銅離子；
（3）①e電極上溶解Cu、f極上析出Cu，電解2min后，取出e、f，洗凈、烘干、稱量，質(zhì)量差為1.28g，實際上e電極上溶解0.64gCu，f電極上析出0.64gCu，根據(jù)溶解或析出Cu與轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量；
②根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計算Y池中生成n（OH^-），氫氧根離子濃度變化=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$．

解答 解：（1）X為直流電源，Y槽中c、d為石墨棒，Z槽中e、f是質(zhì)量相同的銅棒，接通電路后發(fā)現(xiàn)d附近顯紅色，則d附近生成OH^-，則d極為電解池陰極，c、e為陽極，f為陰極，a為正極、b為負極；
串聯(lián)電路中d、e分別為陰極、陽極，電子從e流向d；
①根據(jù)以上分析知，b為負極，故答案為：負；
②通過以上分析知，e為陽極，故答案為：陽；
③根據(jù)以上分析知，電子流向為d←e，故答案為：←；
（（2）①Y槽中陽極上氯離子放電、陰極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子，電池反應(yīng)式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
②e電極上Cu失電子生成銅離子，電極反應(yīng)式為Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案為：Cu-2e^-=Cu²⁺；
（3）①e電極上溶解Cu、f極上析出Cu，電解2min后，取出e、f，洗凈、烘干、稱量，質(zhì)量差為1.28g，實際上e電極上溶解0.64gCu，f電極上析出0.64gCu，根據(jù)溶解或析出Cu與轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式得轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=$\frac{0.64g}{64g/mol}×2$=0.02mol，故答案為：0.02；
②串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等，根據(jù)2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑知，當轉(zhuǎn)移0.02mol電子時，
Y池中生成n（OH^-）=$\frac{0.02mol}{2}×2$=0.02mol，氫氧根離子濃度變化=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.02mol}{0.5L}}{2min}$=0.02mol/（L．min），
故答案為：0.02．

點評 本題考查電解原理，為高頻考點，側(cè)重考查學生分析計算能力，正確判斷各個電極名稱、各個電極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，易錯點是（3）①的計算，注意：電解一段時間后兩個電極質(zhì)量差實際上等于陽極溶解的Cu和陰極析出的Cu質(zhì)量之和，題目難度不大．