Question

A、B、C三種強電解質(zhì)，它們在水中電離出的離子如下表所示：

陽離子	Ag+   Na+
陰離子	NO3-   SO42-   Cl-

如圖1所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放足量的A、B、c三種溶液，電極均為石墨電極．

接通電源，經(jīng)過一端時間后，測得乙中C電極質(zhì)量增加了27克．常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關(guān)系圖如圖2．據(jù)此回答下列問題：
（1）M為電源的

 

：極（填寫“正”或“負(fù)”），甲、乙電解質(zhì)分別為

 

、

 

（填寫化學(xué)式）．
（2）寫出d電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式

 

．
（3）若電解后甲溶液的體積為25L，且產(chǎn)生的氣體全部逸出則該溶液常溫時的pH為

 

．
（4）若丙裝置產(chǎn)生的兩種氣體與氫氧化鈉溶液、鉑電極形成燃料電池，請寫出正極的電極反應(yīng)式：

 

．
（5）要使電解后丙中溶液恢復(fù)到原來的狀態(tài)，應(yīng)加入

 

物質(zhì)．（填寫化學(xué)式）

Answer 1

考點：電解原理,常見離子的檢驗方法

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得乙中C電極質(zhì)量增加了27克，說明C電極是陰極，連接C電極的電源電極為負(fù)極；C電極上質(zhì)量增加，析出金屬單質(zhì)，所以乙裝置中含有銀離子，電解乙裝置中電解質(zhì)溶液，溶液的pH值減小，所以陽極上析出氫氧根離子，根據(jù)離子的放電順序判斷電解質(zhì)；電解時，甲裝置中溶液的pH值增大，說明陰極上氫離子放電，陽極上放電能力比氫氧根離子強的離子放電，據(jù)此判斷電解質(zhì)．
（2）電解硝酸銀溶液時，陽極上氫氧根離子放電，陰極上銀離子放電，同時生成硝酸，寫出相應(yīng)的電池反應(yīng)式；
（3）根據(jù)電解方程式計算生成的氫氧化鈉的濃度，進(jìn)而計算溶液的pH；
（4）在燃料電極的正極上是氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；
（5）電解質(zhì)在電解以后要想復(fù)原，符合的原則是：出什么加什么．

解答： 解：（1）接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得乙中C電極質(zhì)量增加了27克，說明C電極是陰極，所以連接陰極的電極M是原電池的負(fù)極；電解時，甲裝置中溶液的pH值增大，說明陽極上是放電能力大于氫氧根離子的離子放電，根據(jù)表格知，為氯離子，氯離子和銀離子能生成沉淀，所以甲裝置電解質(zhì)溶液是氯化鈉溶液；電解時，裝置乙中pH值減小，說明陽極上是氫離子放電，溶液中含有的陰離子是含氧酸根離子，陰極上析出金屬，所以含有銀離子，該電解質(zhì)溶液是硝酸銀溶液．
故答案為：負(fù)；NaCl、AgNO₃．  
（2）根據(jù)（1）推導(dǎo)知道甲溶液是氯化鈉，乙溶液是硝酸銀，丙溶液只能是硫酸鈉，乙中c電極質(zhì)量增加了，所以c電極是陰極，所以d是陽極，e是陰極，f是陽極，N是正極，M是負(fù)極，a是陰極，b是陽極，電解硝酸銀時，在d極上是氫氧根離子失去電子的氧化反應(yīng)，即4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（3）乙中C電極質(zhì)量增加了27克，根據(jù)Ag+e^-=Ag，所以轉(zhuǎn)移電子是

27g

105g/mol

=0.25mol，電解甲溶液的電極反應(yīng)式為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子0.25mol，生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.25mol，所以氫氧化鈉的濃度是：

0.25mol

25L

=0.01mol/L，所以溶液的pH=12，故答案為：12；
（4）堿性氫氧燃料電池中，正極上是氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，故答案為：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；
（5）電解硫酸鈉溶液實質(zhì)是電解水，電解質(zhì)在電解以后要想復(fù)原，符合的原則是：出什么加什么，所以要加入水才能復(fù)原，故答案為：H₂O．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，明確“C電極上質(zhì)量的變化”的意思是解本題的關(guān)鍵，根據(jù)原電池和電解質(zhì)各電極上發(fā)生反應(yīng)的類型即可解答本題，難度不大．