Question

7．（Ⅰ）如圖1所示裝置中，甲、乙兩個燒杯分別依次盛放200mL飽和食鹽水、足量的AgNO₃溶液，a、b、c、d四個電極均為石墨電極．接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得乙中d電極質(zhì)量增加了2.16g．據(jù)此回答問題：

（1）電源的N端為負極；
（2）電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為2H⁺+2e^?=H₂↑；
（3）電極c上生成的氣體在標準狀態(tài)下的體積：0.112L；
（4）甲溶液的氫氧根離子濃度為0.1mol/L（設(shè)溶液體積仍為200mL）；
（5）欲在丙燒杯中實現(xiàn)鐵的表面鍍上一層銅，則電解質(zhì)溶液為ZnCl₂f電極的電極反應(yīng)式為Zn²⁺+2e^-=Zn
（Ⅱ）依據(jù)反應(yīng)：2Ag⁺（aq）+Cu（s）═Cu²⁺（aq）+2Ag（s）設(shè)計的原電池如圖甲所示．
①電極X的材料是Cu
②在電池放電過程中，盛有飽和KCl瓊脂溶膠的鹽橋中，向CuSO₄溶液一端擴散的離子是Cl^-（填離子符號）

Answer 1

分析 I．測得乙中d電極質(zhì)量增加了2.16g，則d電極發(fā)生Ag⁺+e^-=Ag，所以d電極為陰極，N為電源的負極，乙中陽極為c，發(fā)生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，甲中b為陰極，發(fā)生2H⁺+2e^?=H₂↑，a為陽極，陽極上氫氧根離子失電子生成氧氣；并結(jié)合電鍍原理及電子守恒計算解答．
II．根據(jù)反應(yīng)“2Ag⁺（aq）+Cu（s）═Cu²⁺（aq）+2Ag（s）”分析，在反應(yīng)中，Cu被氧化，失電子，應(yīng)為原電池的負極，則正極為活潑性較Cu弱的Ag，Ag⁺在正極上得電子被還原，電解質(zhì)溶液為AgNO₃ ，原電池中，陰離子向負極移動，由此分析解答．

解答 解：I．（1）測得乙中d電極質(zhì)量增加了2.16g，則d電極發(fā)生Ag⁺+e^-=Ag，所以d電極為陰極，N為電源的負極，故答案為：負；
（2）電解食鹽水，b為陰極，發(fā)生2H⁺+2e^?=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^?=H₂↑；
（3）乙中d電極質(zhì)量增加了2.16g，為銀的質(zhì)量，其物質(zhì)的量為0.02mol，則轉(zhuǎn)移電子為0.02mol，c電極上發(fā)生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，由電子守恒可知4Ag～O₂↑，則氣體的體積為0.02mol×$\frac{1}{4}$×22.4L/mol=0.112L，
故答案為：0.112L；
（4）由電子守恒可知2NaOH～2e^-～2Ag，n（NaOH）=n（Ag）=0.02mol，則c（NaOH）=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，故答案為：0.1mol/L；
（5）丙燒杯中實現(xiàn)鐵的表面鍍上一層鋅，則電解質(zhì)溶液為ZnCl₂，e為Zn，f電極為陰極，其電極反應(yīng)式為Zn²⁺+2e^-=Zn，
故答案為：ZnCl₂；Zn²⁺+2e^-=Zn；
II．①由反應(yīng)“2Ag⁺（aq）+Cu（s）═Cu²⁺（aq）+2Ag（s）”可知，在反應(yīng)中，Cu被氧化，失電子，應(yīng)為原電池的負極，電極X的材料是Cu，
故答案為：Cu；
②鹽橋中裝有含瓊膠的KNCl飽和溶液，則鹽橋中Cl^-移向負極，即Cl^-向Cu（NO₃）₂溶液移動，故答案為：Cl^-．

點評 本題考查電解原理、原電池的設(shè)計及工作原理，注意電極反應(yīng)式的書寫方法，牢固掌握原電池中電極的判斷，明確惰性電極電解時離子的放電順序及發(fā)生的電極反應(yīng)即可解答，注意轉(zhuǎn)移的電子守恒計算，題目難度中等．