Question

1．有如圖所示的電化學(xué)裝置（鹽橋內(nèi)是飽和KNO₃、瓊脂）

I關(guān)閉K₁，斷開(kāi)K₂，當(dāng)Y 是AgNO₃、X是Fe（NO₃）₂，通電到5min時(shí)，銀電極增重2.16g．
（1）N是陽(yáng)極，此時(shí)若將甲燒杯中溶液混合均勻，則溶液的pH=12（食鹽水的體積為2L）
（2）前5min內(nèi)石墨電極上的電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，此階段內(nèi)，丙中陽(yáng)離子濃度變化情況為減小．（填“增大”“減小”或“不變”）
（3）5min時(shí)停止通電，將甲、乙裝置中的溶液全部混合在一起，從理論上講，得到的沉淀最多是1.8g．
II關(guān)閉K₂、斷開(kāi)K₁后，若電化學(xué)裝置中的總反應(yīng)式為Fe+2Ag⁺=Fe²⁺+2Ag
（4）X、Y應(yīng)該分別為A （填序號(hào)）
A．Fe（NO₃）₂、AgNO₃
B．FeC1₂、AgNO₃
C．AgNO₃、Fe（NO₃）₂．

Answer 1

分析 關(guān)閉K₁，斷開(kāi)K₂，乙和丙構(gòu)成原電池，甲是電解池，F(xiàn)e是負(fù)極，Ag是正極，銀電極發(fā)生反應(yīng)：Ag⁺+e^-=Ag，銀電極增重2.16g，即析出金屬銀0.02mol，轉(zhuǎn)移電子是0.02mol，
（1）Ag是正極，N是陽(yáng)極，根據(jù)電極反應(yīng)：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，結(jié)合電子轉(zhuǎn)移進(jìn)行計(jì)算；
（2）石墨電極是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，在原電池的正極上發(fā)生還原反應(yīng)；
（3）根據(jù)電解原理，甲裝置產(chǎn)生氫氧化鈉，乙裝置發(fā)生電極反應(yīng)Fe-2e^-=Fe²⁺，將甲、乙裝置中的溶液全部混合在一起，亞鐵離子和氫氧根離子之間反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀；
（4）根據(jù)鹽橋原電池的構(gòu)成特點(diǎn)，金屬鐵應(yīng)該插入含有亞鐵離子的鹽溶液中，金屬銀插入含有銀離子的鹽溶液中．

解答 解：關(guān)閉K₁，斷開(kāi)K₂，乙和丙構(gòu)成原電池，甲是電解池，F(xiàn)e是負(fù)極，Ag是正極，銀電極發(fā)生反應(yīng)：Ag⁺+e^-=Ag，銀電極增重2.16g，即析出金屬銀0.02mol，轉(zhuǎn)移電子是0.02mol，
（1）Ag是正極，N是陽(yáng)極，根據(jù)電極反應(yīng)：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，轉(zhuǎn)移電子0.02mol，所以生成氫氧化鈉物質(zhì)的量是0.02mol，所以c（NaOH）=$\frac{0.02mol}{2L}$=0.01mol/L，所以pH=12，故答案為：陽(yáng)；12；
（2）石墨電極是陰極，發(fā)生反應(yīng)：2H⁺+2e^-=H₂↑，丙中發(fā)生反應(yīng)：Ag⁺+e^-=Ag，陽(yáng)離子濃度減小，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；減小；
（3）5min時(shí)停止通電，將甲、乙裝置中的溶液全部混合在一起，甲裝置產(chǎn)生氫氧化鈉是0.02mol，乙裝置發(fā)生電極反應(yīng)Fe-2e^-=Fe²⁺，轉(zhuǎn)移電子0.02mol，生成亞鐵離子是0.02mol，將甲、乙裝置中的溶液全部混合在一起，亞鐵離子和氫氧根離子之間反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀，從理論上講，得到的沉淀是氫氧化亞鐵0.02mol，質(zhì)量是0.02mol×90g/mol=1.8g，故答案為：1.8；
（4）根據(jù)鹽橋原電池的構(gòu)成特點(diǎn)，金屬鐵應(yīng)該插入含有亞鐵離子的鹽溶液中，金屬銀插入含有銀離子的鹽溶液中，所以X、Y應(yīng)該分別為Fe（NO₃）₂，AgNO₃．
故選A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生電解池和原電池的工作原理以及電極反應(yīng)式的書(shū)寫和計(jì)算知識(shí)，難度中等．