O que ocorre é uma reação de oxirredução, onde o chumbo sofre oxidação e o ouro sofre redução.
No ânodo ocorre a oxidação:
Pb° >  Pb+2 +2e
No cátodo ocorre a redução:
Au+3 +3e --> Au°

Avaliando as alternativas:
a. o cátodo é o Au3+ e o ânodo é o Pb°.
CORRETA. Conforme descrito antes.

b. a solução de Au3+ ficará mais concentrada.
ERRADA. Como o ouro está se reduzindo, seus íons estão deixando a solução e virando ouro metálico.

c. o alquimista transformou chumbo em ouro.
ERRADA. Apenas ocorreu uma reação química em que o ouro da solução virou ouro metálico e o chumbo metálico virou íons na solução.

d. o Au° se reduz e o Au3+ se oxida.
ERRADO, o Au3+ se reduz.

e. a solução de Pb2+ ficará mais diluída.
ERRADO. O chumbo metálico está oxidando e sendo transformado em íons que vão para a solução, aumentando a concentração de Pb2+

Espero ter ajudado =)