Question

17．A、B、C三種強(qiáng)電解質(zhì)，它們在水中電離出的離子為Na⁺、Ag⁺、NO${\;}_{3}^{-}$、SO₄^2-、Cl^-，在如圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)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)過一段時(shí)間后，測得乙燒杯中c電極質(zhì)量增加了10.8克．常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時(shí)間t的關(guān)系如圖所示．據(jù)此回答下列問題：

（1）M為電源的負(fù)極（填寫“正”或“負(fù)”），甲、乙兩個(gè)燒杯中的電解質(zhì)分別為NaCl、AgNO₃（填寫化學(xué)式）．
（2）計(jì)算電極f上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為0.56L．
（3）寫出乙燒杯中的電解反應(yīng)方程式：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃．
（4）若電解后甲溶液的體積為10L，則該溶液的pH為12．

Answer 1

分析 根據(jù)乙中C電極質(zhì)量增加了10.8克，說明c電極是陰極，連接c電極的電源M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，又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，結(jié)合離子的共存可知乙電解質(zhì)溶液是AgNO₃溶液；電解時(shí)，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(qiáng)的離子放電，甲裝置電解質(zhì)溶液是NaCl溶液，則丙為硫酸鈉溶液，結(jié)合電極方程式解答該題．

解答 解：根據(jù)乙中C電極質(zhì)量增加了10.8克，說明c電極是陰極，連接c電極的電源M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，又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，結(jié)合離子的共存可知乙電解質(zhì)溶液是AgNO₃溶液；電解時(shí)，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(qiáng)的離子放電，甲裝置電解質(zhì)溶液是NaCl溶液，則丙為硫酸鈉溶液，
（1）由以上分析可知M為負(fù)極，甲為氯化鈉溶液，乙為硝酸銀溶液，故答案為：負(fù)；NaCl；AgNO₃；
（2）乙燒杯中c電極發(fā)生Ag+e^-=Ag，質(zhì)量增加了10.8克，則n（Ag）=$\frac{10.8g}{108g/mol}$=0.1mol，可知轉(zhuǎn)移電子0.1mol，電極f為陽極，發(fā)生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂，可知生成0.025mol陽極，體積為0.025mol×22.4L/mol=0.56L，
故答案為：0.56L；
（3）乙燒杯中陽極上氫氧根離子放電、陰極上銀離子放電，所以電池反應(yīng)式為4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃，故答案為：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；
（4）電解甲溶液的電極反應(yīng)式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子0.1mol，生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.1mol，所以氫氧化鈉的濃度是：$\frac{0.1mol}{10L}$=0.01mol/L，所以溶液的pH=12，故答案為：12．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解原理，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，明確離子放電順序是解本題關(guān)鍵，會(huì)根據(jù)電解過程中pH變化確定電解質(zhì)，再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒進(jìn)行計(jì)算，題目難度不大．