如图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极.将直流电源接通后,F极附近呈红色.
请回答:
(1)B极是电源的______极,一段时间后,甲中溶液颜色______,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明______在电场作用下向Y极移动;
(2)电解一段时间内甲、乙装置中的C、D、E、F电极均分别只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为______,乙中发生反应的离子方程式为______,若要使电解后的甲装置中的溶液恢复到原浓度则需加入一定量的______;(填物质的化学式)
(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应该是______(填“镀层金属”或“镀件”).当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500mL),丙中镀件上析出银的质量为______,甲中溶液的pH______(填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生总反应的离子方程式是______.
将直流电源接通后,F极附近呈红色,说明F极显碱性,是氢离子在该电极放电,所以F即是阴极,可得出D、F、H、Y均为阴极,C、E、G、X均为阳极,A是电源的正极,B是负极;
(1)B电极是电源的负极,在A池中,电解硫酸铜的过程中,铜离子逐渐减少,导致溶液颜色变浅,Y极是阴极,该电极颜色逐渐变深,说明氢氧化铁胶体向该电极移动,异性电荷相互吸引,所以氢氧化铁胶体粒子带正电荷,故答案为:逐渐变浅;氢氧化铁胶体粒子带正电荷;
(2)C、D、E、F电极发生的电极反应分别为:4OH-═O2↑+2H2O+4e-、Cu2++2e-═Cu、2Cl-═Cl2↑+2e-、2H++2e-═H2↑,当各电极转移电子均为1mol时,生成单质的量分别为:0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol,所以单质的物质的量之比为1:2:2:2,乙中电解饱和食盐水发生的离子方程式为2Cl-+2H2O
2OH-+H2↑+Cl2↑,甲装置的电解方程式为:2CuSO4+2H2O 通电 .
2H2SO4+2Cu+O2↑,析出铜和氧气,电解后的甲装置中的溶液恢复到原浓度则需加入一定量的CuO,故答案为:1:2:2:2;2Cl-+2H2O 通电 .
2OH-+H2↑+Cl2↑;CuO; 通电 .
(3)电镀装置中,镀层金属必须做阳极,镀件做阴极,所以H应该是镀件,当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500mL)时,根据电极反应2H++2e-═H2↑,则放电的氢离子的物质的量为:0.1mol/l×0.5L=0.05mol,当转移0.05mol电子时,丙中镀件上析出银的质量=108g/mol×0.05mol=5.4g,电解硫酸铜的过程中氢氧根减少,所以氢离子浓度增大,所以酸性增强,甲中溶液的pH 变小,故答案为:镀件;5.4g;变小;
(4)C电极换为铁,则阳极铁失电子,阴极铜离子得电子,电解池反应为:Fe+Cu2+
Cu+Fe2+,故答案为:Fe+Cu2+ 通电 .
Cu+Fe2+. 通电 .