Question

11．A、B、C三種強(qiáng)電解質(zhì)，它們?cè)谒�中電離出的離子為Na⁺、Ag⁺、NO₃^-、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(guò)一段時(shí)間后，測(cè)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(wèn)題：

（1）M為電源的負(fù)極（填寫(xiě)“正”或“負(fù)”），甲、乙兩個(gè)燒杯中的電解質(zhì)分別為NaCl、AgNO₃（填寫(xiě)化學(xué)式）．
（2）計(jì)算電極f上生成的氣體為0.025 mol．
（3）寫(xiě)出乙燒杯中的電解的離子反應(yīng)方程式：4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺．
（4）如果電解過(guò)程中乙溶液中的金屬離子全部析出，此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么？能，因?yàn)镃uSO₄溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠₂SO₄溶液，反應(yīng)變?yōu)殡娊馑��?br />（5）若經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，測(cè)得乙中c電極質(zhì)量增加54g，要使丙恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，操作是向丙燒杯中加入4.5g水．

Answer 1

分析 根據(jù)第二個(gè)圖知，甲電解過(guò)程中pH增大，說(shuō)明陰極上氫離子放電、陽(yáng)極上其它離子放電，甲中電解質(zhì)只能是NaCl；乙在電解過(guò)程中pH減小，說(shuō)明陽(yáng)極上氫氧根離子放電，陰極上金屬得電子，根據(jù)離子共存知，乙中電解質(zhì)只能是AgNO₃，丙電解過(guò)程中pH不變且為7，說(shuō)明電解質(zhì)為強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，且電解過(guò)程中為電解水，丙中電解質(zhì)為NaNO₃或Na₂SO₄，
（1）c電極質(zhì)量增加，說(shuō)明c電極為陰極，連接陰極的電極為原電池負(fù)極；
（2）f電極為陽(yáng)極，陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等進(jìn)行計(jì)算；
（3）乙燒杯中陽(yáng)極上氫氧根離子放電、陰極上銀離子放電；
（4）溶液中的水也可以被電解；
（5）根據(jù)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，丙為硫酸鈉或硝酸鉀溶液，實(shí)質(zhì)上為電解水結(jié)合電路上電子守恒計(jì)算；

解答 解：根據(jù)第二個(gè)圖知，甲電解過(guò)程中pH增大，說(shuō)明陰極上氫離子放電、陽(yáng)極上其它離子放電，甲中電解質(zhì)只能是NaCl；乙在電解過(guò)程中pH減小，說(shuō)明陽(yáng)極上氫氧根離子放電，陰極上金屬得電子，根據(jù)離子共存知，乙中電解質(zhì)只能是AgNO₃，丙電解過(guò)程中pH不變且為7，說(shuō)明電解質(zhì)為強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，且電解過(guò)程中為電解水，丙中電解質(zhì)為NaNO₃或Na₂SO₄，
（1）c電極質(zhì)量增加，說(shuō)明c電極為陰極，則M為負(fù)極、N為正極，通過(guò)以上分析知，甲、乙中電解質(zhì)分別是NaCl、AgNO₃，故答案為：負(fù)；NaCl；AgNO₃；
（2）c電極上析出10.8g轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=$\frac{10.8g}{108g/mol}$=0.1mol，f電極為陽(yáng)極，陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得生成n（O₂）=$\frac{0.1mol}{4}$=0.025 mol，故答案為：0.025；
（3）乙燒杯中陽(yáng)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4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺，故答案為：4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺；
（4）如果電解過(guò)程中CuSO₄溶液中的金屬離子全部析出，此時(shí)溶液變成硫酸溶液，繼續(xù)通電，溶液中電解的是水；
故答案為：能，因?yàn)镃uSO₄溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠₂SO₄溶液，反應(yīng)變?yōu)殡娊馑��?br />（5）丙裝置實(shí)質(zhì)上是電解水，乙中c電極質(zhì)量增加54g，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=$\frac{54g}{108g/mol}$=0.5mol，
根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得電解生成水的質(zhì)量=$\frac{0.5mol}{2}$=4.5g，根據(jù)“析出什么、加入什么”的原則，要使溶液恢復(fù)原狀，只要加入4.5g水即可，
故答案為：向丙燒杯中加入4.5g水．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解原理，明確離子放電順序是解本題關(guān)鍵，會(huì)根據(jù)電解過(guò)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．