Question

20．根據(jù)如圖所示裝置回答：
（1）當(dāng)X為Pt，Y為Fe，Z為AgNO₃時，
陽極反應(yīng)為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，
陰極反應(yīng)為4Ag⁺+4e^-=4Ag
（2）X為Cu，Y為Fe，Z為CuSO₄時，
陽極反應(yīng)為Cu-2e^-=Cu²⁺，
陰極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-=Cu．
（3）用鉑電極電解CuSO₄和KNO₃的混合液500mL，經(jīng)過一段時間后，兩極均得到標(biāo)況下11.2L氣體，則原混合液中CuSO₄的物質(zhì)的量濃度為1mol/L．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)X為Pt，Y為Fe，Z為AgNO₃時，X極上氫氧根離子放電、Y電極上銀離子放電，根據(jù)陰陽極上放電的離子書寫電池反應(yīng)式；
（2）X為Cu，Y為Fe，Z為CuSO₄時，X電極上Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)、Y電極上銅離子放電，據(jù)此書寫電極反應(yīng)式；
（3）用Pt電極電解1L含CuSO₄和KNO₃混合溶液，溶液中陽離子放電順序Cu²⁺＞H⁺，陽極電極反應(yīng)為溶液中陰離子氫氧根離子失電子生成氧氣：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，陰極電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu、2H⁺+2e^-=H₂↑，依據(jù)兩極生成氣體物質(zhì)的量結(jié)合電解過程中電子守恒計算便可求解．

解答 解：（1）當(dāng)X為Pt，Y為Fe，Z為AgNO₃時，X極上氫氧根離子放電，電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，陰極上銀離子放電，電極反應(yīng)為4Ag⁺+4e^-=4Ag，所以電池反應(yīng)式為2H₂O+4Ag⁺$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺，故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；4Ag⁺+4e^-=4Ag；
（2）X為Cu，Y為Fe，Z為CuSO₄時，X電極上Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)、Y電極上銅離子放電，陽極電極反應(yīng)為Cu-2e^-=Cu²⁺，陰極反應(yīng)為^_：Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：Cu-2e^-=Cu²⁺；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）用Pt電極電解1L含CuSO₄和KNO₃混合溶液，在兩極均生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體11.2L，氣體的物質(zhì)的量為n=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，溶液中陽離子放電順序Cu²⁺＞H⁺，陽極電極反應(yīng)為溶液中陰離子氫氧根離子失電子生成氧氣：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，生成0.5molO₂，需電子為4×0.5mol=2mol；
陰極電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu、2H⁺+2e^-=H₂↑，生成0.5molH₂，需0.5mol×2=1mol電子，依據(jù)電子守恒，銅離子得到電子1mol，反應(yīng)的銅離子物質(zhì)的量0.5mol，所以Cu²⁺的物質(zhì)的量濃度c=$\frac{0.5mol}{0.5L}$=1mol/L，
故答案為：1．

點評 本題考查了電極原理的計算應(yīng)用，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，注意電子守恒的計算應(yīng)用和正確書寫電極反應(yīng)，明確電極的放電順序為解答該題的關(guān)鍵，題目難度中等．