Question

6．如圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極，電極c、d都是石墨電極．通電一段時(shí)間后，在c、d兩極上共收集到 336mL （標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）氣體．回答：
（1）直流電源中，M為正極．
（2）Pt電極上生成的物質(zhì)是Ag，其質(zhì)量為2.16g．
（3）電源輸出的電子，其物質(zhì)的量與電極b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為2：2：$\frac{1}{2}$：1．
（4）AgNO₃溶液的濃度不變（填“增大”、“減小”或“不變”，下同），AgNO₃溶液的pH不變，
（5）若硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)?.02%，則原有5.00%的硫酸45.18g．

Answer 1

分析 根據(jù)題意知，電極a、b上沒有氣體生成，則活性電極Ag作陽極，即a作陽極，b為陰極，所以M為正極，N為負(fù)極，c是陽極，d是陰極；
（1）根據(jù)以上分析確定M的電極；
（2）電解池陰極上析出銀，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)計(jì)算生成銀的質(zhì)量；
（3）根據(jù)生成物與轉(zhuǎn)移電子的關(guān)系式計(jì)算；
（4）在鉑電極上鍍銀時(shí)，陽極上的電極反應(yīng)式為Ag-e^-=Ag⁺，陰極上的電極反應(yīng)式為Ag⁺+e^-=Ag，據(jù)此確定溶液中銀離子是否變化；
（5）分析可知電解過程中是電解水，依據(jù)溶質(zhì)不變列式計(jì)算．

解答 解：（1）根據(jù)題意知，電極a、b上沒有氣體生成，則活性電極Ag作陽極，即a作陽極，b為陰極，所以M為正極，故答案為：正；
（2）電解稀硫酸反應(yīng)時(shí)，當(dāng)通電一段時(shí)間后，c、d兩極共收集到336mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則陰極發(fā)生2H⁺+2e^-═H₂↑，陽極發(fā)生4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，實(shí)際上電解的是水，電池反應(yīng)式為：2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，根據(jù)方程式知，生成氫氣的體積占總體積的$\frac{2}{3}$所以混合氣體中氫氣的體積是224mL，根據(jù)2H⁺+2e^-═H₂↑知，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.02mol，串聯(lián)電解池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，電鍍池陰極上析出銀的質(zhì)量為
Ag⁺+e^-=Ag
     1mol   108g
   0.02mol  2.16g
故答案為：Ag；2.16g；
（3）b電極上的電極反應(yīng)式為：Ag⁺+e^-=Ag
C．電極上的電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
d．電極上的電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑
假設(shè)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是2mol，則生成銀2mol、生成氧氣0.5mol、生成氫氣1mol，所以
所以電子的物質(zhì)的量與電極b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為：2：2：$\frac{1}{2}$：1，
故答案為：2；$\frac{1}{2}$；1；
（4）在鉑電極上鍍銀時(shí)，陽極上的電極反應(yīng)式為Ag-e^-=Ag⁺，陰極上的電極反應(yīng)式為Ag⁺+e^-=Ag，所以硝酸銀溶液的濃度不變，溶液的pH不變；
故答案為：不變；不變；
（5）設(shè)原5.00%的H₂SO₄溶液為xg，電解消耗水0.01×18=0.18g，則：5.00%x=5.02%（x-0.18），解得：x=45.18g．
故答案為：45.18．

點(diǎn)評 本題以電解池原理為載體考查了物質(zhì)的量的有關(guān)計(jì)算、原電池正負(fù)極的判斷等知識點(diǎn)，明確發(fā)生的電極反應(yīng)及電子守恒是解答本題的關(guān)鍵，難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．