Question

6．400mL NaNO₃和AgNO₃的混合溶液中c（NO₃^-）=4mol/L，用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到11.2L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），假設(shè)電解后溶液體積仍為400mL．回答下列問(wèn)題：
（1）把下列電極方程式補(bǔ)充完整
陰極：Ag⁺+e^-=Ag、2H⁺+2e^-═H₂↑
陽(yáng)極：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
（2）上述電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol．
（3）電解后溶液中的c（H⁺）為2.5mol．L^-1．

Answer 1

分析 電解400mLNaNO₃和AgNO₃混合溶液時(shí)，陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣，反應(yīng)式為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；陰極上先銀離子放電生成銀單質(zhì)，當(dāng)銀離子完全析出時(shí)，氫離子放電生成氫氣，所以反應(yīng)式為Ag⁺+e^-=Ag；2H⁺+2e^-═H₂，結(jié)合電荷守恒計(jì)算．

解答 解：電解400mLNaNO₃和AgNO₃混合溶液時(shí)，陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣，反應(yīng)式為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；陰極上先銀離子放電生成銀單質(zhì)，當(dāng)銀離子完全析出時(shí)，氫離子放電生成氫氣，所以反應(yīng)式為Ag⁺+e^-=Ag；2H⁺+2e^-═H₂↑；
（1）根據(jù)以上分析，則電極反應(yīng)陰極：Ag⁺+e^-=Ag；2H⁺+2e^-═H₂↑，陽(yáng)極：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案為：Ag⁺+e^-=Ag；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（2）氣體的物質(zhì)的量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，根據(jù)陽(yáng)極反應(yīng)4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.5mol×4=2mol，故答案為：2mol；
（3）當(dāng)電解AgNO₃時(shí)溶液中生成氫離子，當(dāng)電解NaNO₃溶液時(shí)，實(shí)際上是電解水，所以電解過(guò)程中減少氫氧根離子的物質(zhì)的量為氧氣的4倍，為0.5mol×4=2mol，其中電解水過(guò)程中的氫氧根離子物質(zhì)的量為0.5×2=1mol，則溶液中生成氫離子1mol，氫離子濃度=$\frac{1mol}{0.4L}$=2.5mol/L，故答案為：2.5mol．L^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解原理，明確離子放電順序是解本題關(guān)鍵，結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒、電荷守恒來(lái)分析解答，難度中等．