Question

15．如圖所示，電解一段時間后，測得C中Ag⁺減少了0.1mol，F(xiàn)e電極被溶解．試回答：
（1）直流電源的b端是正（填“正”或“負”）極，C中Fe電極的電極反應式為Fe-2e^-═Fe²⁺．
（2）當C中Ag⁺減少0.1mol時，B中Cu²⁺恰好完全析出為Cu，假設電解前后溶液體積都為100mL，則通電前c（CuSO₄）=0.5mol/L；若要將電解后的B恢復為原溶液，應向其中加入的物質(zhì)為CuO或CuCO₃．
（3）若A中X溶液為100mL 1.1mol/L的HCl溶液，假設電解產(chǎn)生的氣體全部逸出，則產(chǎn)生的所有氣體在標準狀況下的總體積為2.24L；電解后溶液的pH值為1．（假設溶液體積不變）

Answer 1

分析 （1）有外接電源，都是電解池，C中Fe電極溶解，則C作陽極，與陽極相連的是電源的正極；
（2）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算B中銅離子的物質(zhì)的量，再根據(jù)公式c=$\frac{n}{V}$計算；根據(jù)析出什么加什么的原則分析；
（3）C中Ag⁺減少了0.1mol，轉(zhuǎn)移電子0.1mol，鹽酸溶液中是氫離子和氯離子放電產(chǎn)生氫氣和氯氣，根據(jù)電極反應關(guān)系式計算氣體總體積；計算溶液中剩下氫離子濃度得出PH．

解答 解：（1）圖中有外接電源，都是電解池，C中Fe電極溶解，則C作陽極，陽極鐵失電子發(fā)生氧化反應，電極反應為Fe-2e^-═Fe²⁺，與陽極相連的是電源的正極，故答案為：正；Fe-2e^-═Fe²⁺；
（2）當C中Ag⁺減少0.1mol時，轉(zhuǎn)移電子0.1mol，B中Cu²⁺恰好完全析出為Cu，電極反應為：Cu²⁺+2e^-═Cu，則B中銅離子的物質(zhì)的量為$\frac{0.1mol}{2}$=0.05mol，溶液中硫酸銅的c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.05mol}{0.1L}$=0.5mol/L，電解硫酸銅溶液的總反應為：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂ ↑+4H⁺，析出銅和氧氣，要使溶液復原則可加氧化銅和碳酸銅，氧化銅與氫離子反應生成銅離子和水，碳酸銅與氫離子反應生成銅離子和水，二氧化碳溢出，
故答案為：0.5mol/L；CuO或CuCO₃；
（3）C中Ag⁺減少了0.1mol，轉(zhuǎn)移電子0.1mol，鹽酸溶液中是氫離子和氯離子放電產(chǎn)生氫氣和氯氣，100mL 1.1mol/L的HCl溶液中氫離子物質(zhì)的量為0.11mol，鹽酸過量，2H⁺～H₂～2e^-，Cl₂～2e^-，則產(chǎn)生的氣體有$\frac{0.1mol}{2}$$+\frac{0.1mol}{2}$=0.1mol，在標準狀況下的總體積為0.1mol×22.4L/mol=2.24L；此時溶液中剩下氫離子物質(zhì)的量為0.11mol-0.1mol=0.01mol，氫離子的濃度為0.01mol÷0.1L=0.1mol/L，PH=1，
故答案為：2.24L；1．

點評 本題以電解原理為載體考查了電極反應式的書寫、離子濃度的計算，難度不大，利用電子轉(zhuǎn)移守恒計算是解題的關(guān)鍵．