Question

14．金屬冶煉和金屬化合物處理常涉及氧化還原反應．
（1）若用惰性電極電解飽和NaCl溶液一段時間當陽極產(chǎn)生56mL（標準狀況下）氣體，電解后溶液體積為500mL時，求所得溶液在25℃時的pH=12．
（2）利用反應2Cu+O₂+2H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O可以制備CuSO₄，若將該反應設計為原電池，其正極電極反應式為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O．
（3）如圖為電解精煉銀的示意圖，a（填a或b）極為含有雜質(zhì)的粗銀，若b極有少量紅棕色氣體生成，則生成該氣體的電極反應式為NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）電解飽和食鹽水的電解原理是2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，根據(jù)方程式計算生成的氫氧化鈉，再求溶液的pH；
（2）根據(jù)原電池原理，正極發(fā)生的是化合價降低得電子的反應；
（3）電解精煉銀時，粗銀作陽極，若b極有少量紅棕色氣體生成，則b電極上硝酸根離子得電子生成二氧化氮．

解答 解：（1）電解飽和食鹽水的電解原理是2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，陽極產(chǎn)生56mL（標準狀況下）氣體，
該氣體為氯氣，其物質(zhì)的量為：$\frac{0.056L}{22.4L/mol}$=0.0025mol，所以根據(jù)方程式生成氫氧化鈉為0.005mol，所以氫氧化鈉物質(zhì)的量濃度$\frac{0.005mol}{0.5L}$=0.01 mol/l，
所以溶液的pH=12；
故答案為：12；
（2）原電池正極發(fā)生的是化合價降低得電子的反應，根據(jù)方程式可知是O₂得電子，另外，由于H₂SO₄存在，所以發(fā)生的O₂酸性條件下的電極反應：4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O，故答案為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
（3）電解精煉時，粗銀做陽極，所以粗銀是a極；b電極是陰極，發(fā)生還原反應，生成了紅棕色氣體是NO₂，電極反應：NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O，
故答案為：a；NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O．

點評 本題考查了原電池和電解池的原理，明確原電池原理和電解池溶液中陰陽離子的放電順序是解本題的關鍵，注意：如果活潑金屬作電解池陽極時，陽極上金屬失電子而不是溶液中陰離子失電子，為易錯點．