Question

【題目】A、B、C三種強(qiáng)電解質(zhì)，它們?nèi)苡谒�在水中電離出的陽離子有K＋、Ag＋，陰離子有NO3－、OH－(電解質(zhì)電離的離子有重復(fù))。

圖1裝置中，甲、乙、丙三個燒杯中依次盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，電極均為鉑電極。接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得甲中b電極質(zhì)量增加了43.2 g。常溫下各燒杯中溶液pH與電解時間t關(guān)系如圖2。請回答下列問題：

(1)寫出三種強(qiáng)電解質(zhì)的化學(xué)式：A____________；B____________；C____________。

(2)寫出甲燒杯中總反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________________________。

(3)若甲燒杯中溶液體積為400 mL(忽略溶液體積的變化) ，電解一段時間后甲燒杯溶液的pH=_______，丙燒杯e電極上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_______________。

(4)若直流電源使用的是鉛蓄電池，鉛蓄電池的正極材料是PbO2，負(fù)極材料是Pb，電解質(zhì)溶液是H2SO4溶液，則放電時M極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_____________________________________。鉛蓄電池充電時，若陽極和陰極之間用陽離子交換膜(只允許H+通過)隔開，則當(dāng)外電路通過0.2 mol電子時，由陽極室通過陽離子交換膜進(jìn)入陰極室的陽離子有________mol。

Answer 1

【答案】AgNO3 KNO3 KOH 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 0 2.24 L PbO2+2e－+4H++SO42－=PbSO4+2H2O 0.2

【解析】

A、B、C三種強(qiáng)電解質(zhì)，它們?nèi)苡谒�在水中電離出的陽離子有K+、Ag+，陰離子有NO3-、OH-(電解質(zhì)電離的離子有重復(fù))；接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得甲中b電極質(zhì)量增加了43.2克，所給離子以及水電離出的離子中只有Ag+放電才能使電極增重，且在陰極放電，所以b電極是陰極，A為AgNO3；連接b電極的電源電極為負(fù)極，即M為電源正極，N為電源負(fù)極；根據(jù)離子的放電順序及圖2可知，乙中pH不變，則B為KNO3，丙中pH增大，且pH＞7，則C為KOH，結(jié)合離子的放電順序及電極反應(yīng)來解答。

(1)根據(jù)分析可知A為AgNO3，B為KNO3，C為KOH；

(2)甲中銀離子在陰極放電生成Ag，水電離出的氫氧根在陽極放電生成氧氣，所以總反應(yīng)為4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3；

(3)甲中陰極發(fā)生Ag++e-=Ag，增重43.2g，所以轉(zhuǎn)移電子為=0.4mol，根據(jù)電池總反應(yīng)可知生成的氫離子的物質(zhì)的量為0.4mol，則溶液中c(H+)==1mol/L，所以溶液的pH=0；丙中e電極為陽極，發(fā)生反應(yīng)4OH--4e-=O2↑+2H2O，轉(zhuǎn)移0.4mol電子時可以生成0.1mol氧氣，標(biāo)況下的體積為2.24L；

(4)根據(jù)分析可知M為電源正極，鉛蓄電池正極為PbO2，反應(yīng)為PbO2+2e－+4H++SO42－=PbSO4+2H2O；因該陽離子交換膜只允許H+通過，所以根據(jù)電荷守恒可知轉(zhuǎn)移0.2mol電子時，有0.2molH+由陽極室通過交換膜進(jìn)入陰極室。