Question

4．A、B、C三種強電解質，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-

圖Ⅰ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，經過一段時間后，測得乙中c電極質量增加了27g．常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關系如圖Ⅱ所示．據此回答下列問題：

（1）M為電源的負（填“正”或“負”）極，乙中陽離子向c（填“c”或“d”）定向移動，A是NaCl（填寫化學式）．
（2）計算電極f上生成的氣體在標準狀況下的體積為1.4L．
（3）b電極上發(fā)生的電極反應為2Cl^--2e^-=Cl₂↑；乙燒杯的電解池總反應的化學方程式為4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃．
（4）要使丙恢復到原來的狀態(tài)，應加入物質的質量為2.25g．

Answer 1

分析 由題意可知：A、B、C三種強電解質，銀離子只能和硝酸根離子形成可溶性物質，電解硝酸銀溶液中溶液變?yōu)樗嵝�，pH減小，從圖Ⅱ中可知，B是硝酸銀溶液；甲中溶液PH變大，電解氯化鈉生成氫氧化鈉，即A為氯化鈉，則C是硫酸鈉；
（1）c電極質量增加了27g，則c為陰極，則M為負極，N為正極；
（2）n（Ag）=$\frac{27g}{108g/mol}$=0.25mol；轉移電子數(shù)為0.25mol；f極發(fā)生反應電極反應式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，據此計算生成氧氣的體積；
（3）b電極上氯離子失去電子發(fā)生氧化反應生成氯氣；乙燒杯電解硝酸銀溶液生成銀、氧氣和硝酸；
（4）依據電解產物及元素和質量守恒計算解答．

解答 解：由題意可知：A、B、C三種強電解質，銀離子只能和硝酸根離子形成可溶性物質，電解硝酸銀溶液中溶液變?yōu)樗嵝�，pH減小，從圖Ⅱ中可知，B是硝酸銀溶液；甲中溶液PH變大，電解氯化鈉生成氫氧化鈉，即A為氯化鈉，則C是硫酸鈉；
（1）c電極質量增加了27g，則c為陰極，則M為負極，N為正極，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極，所以乙中陽離子移向c極，A是氯化鈉；
故答案為：負；c；NaCl；
（2）n（Ag）=$\frac{27g}{108g/mol}$=0.25mol；轉移電子數(shù)為0.25mol；f極發(fā)生反應電極反應式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，依據得失電子守恒，可知生成氧氣的物質的量為0.25mol×$\frac{1}{4}$=0.0625mol，標況下體積為22.4L/mol×0.625mol=1.4L；
故答案為：1.4L；
（3）b電極上氯離子失去電子發(fā)生氧化反應生成氯氣，電極反應式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；乙燒杯電解硝酸銀溶液生成銀、氧氣和硝酸，電解方程式：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；
（4）丙為硫酸鈉溶液，電極硫酸鈉溶液實質電解水，c電極質量增加了27g，轉移0.25mol電子，依據串聯(lián)電路
特點，各個電極上轉移電子數(shù)相等，則：
2H₂O=H₂↑+O₂↑～4e^-
 36g           4mol
 m             0.25mol
36g：m=4mol：0.25mol
解得m=2.25g，
所以要使丙恢復到原來的狀態(tài)，應加入水2.25g，
故答案為：2.25g．

點評 本題考查了電解原理，熟悉電解池工作原理準確判斷電極及各個電極的發(fā)生反應是解題關鍵，題目難度中等．