Question

銀鋅堿性蓄電池是一種可以反復充電、放電的裝置．電池反應(yīng)是：2Ag+Zn（OH）₂

充電

放電

Zn+Ag₂O+H₂O
假如此種蓄電池分別用來電解下列兩種溶液，工作一段時間后蓄電池都分別消耗0.72gH₂O（電解池的電極均為惰性電極）．回答：
（1）電解M（NO₃）_x溶液時，某一極增加了agM，則金屬M的相對原子質(zhì)量為

 

（用a、x表示）；
（2）電解含有0.04molCuSO₄和0.04molNaCl的混合溶液400ml，則陽極產(chǎn)生的氣體是

 

升（標準狀況）；此時溶液的pH=

 

（假設(shè)電解后溶液體積不變）

Answer 1

分析：放電是原電池反應(yīng)，Zn+Ag₂O+H₂O=2Ag+Zn（OH）₂，負極鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Zn-2e^-+2OH^-=Zn（OH）₂，工作一段時間后蓄電池都分別消耗0.72gH₂O，n（H₂O）=

0.72g

18g/mol

=0.04mol，
（1）由電子守恒可知，電解M（NO₃）_x溶液時，某一極增加了agM，2M～2xe^-～xH₂O；
（2）n（H₂O）=

0.72g

18g/mol

=0.04mol，電池轉(zhuǎn)移電子為0.08mol，由離子放電順序可知，電解含有0.04molCuSO₄和0.04molNaCl的混合溶液400ml，陽極上氯離子和氫氧根離子放電生成氯氣和氧氣，2Cl^--2e^-=Cl₂↑，陰極上銅離子得電子，以此計算．

解答：解：放電是原電池反應(yīng)，Zn+Ag₂O+H₂O=2Ag+Zn（OH）₂，負極鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Zn-2e^-+2OH^-=Zn（OH）₂，工作一段時間后蓄電池都分別消耗0.72gH₂O，n（H₂O）=

0.72g

18g/mol

=0.04mol，
（1）由電子守恒可知，電解M（NO₃）_x溶液時，某一極增加了agM，2M～2xe^-～xH₂O，則設(shè)M的相對原子質(zhì)量為y，
2M～2xe^-～xH₂O
2y        x
a         0.04mol
解得y=12.5ax，故答案為：12.5ax；
（2）n（H₂O）=

0.72g

18g/mol

=0.04mol，電池轉(zhuǎn)移電子為0.08mol，由離子放電順序可知，電解含有0.04molCuSO₄和0.04molNaCl的混合溶液400ml，陽極上氯離子和氫氧根離子放電生成氯氣和氧氣，2Cl^--2e^-=Cl₂↑，陰極上銅離子放電，
陽極上：
    2Cl^--2e^-=Cl₂↑，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
    2    2     1              4        1
0.04mol 0.04mol 0.02mol       0.04mol   0.01mol
則陽極生成0.03mol氣體，體積為0.03mol×22.4L/mol=0.672L，
陰極上：
     Cu²⁺+2e^-=Cu          
     1   2    1              
0.04mol 0.08mol 0.04mol    
則氫氧根離子失電子減少0.04mol，氫離子增加0.04mol，
c（H⁺）=

0.04mol

0.4L

=0.1mol/L，所以pH=1，
故答案為：0.672；1．

點評：本題考查電解原理及計算，把握電子守恒、離子放電順序、電極反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，注意利用消耗水計算轉(zhuǎn)移電子，題目難度不大．