Question

4．A、B、C三種強(qiáng)電解質(zhì)，它們?cè)谒�中電離出的離子如下表所示：

陽(yáng)離子	Ag+、Na+
陰離子	NO3-、SO42-、Cl-

圖Ⅰ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)得乙中c電極質(zhì)量增加了27g．常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時(shí)間t的關(guān)系如圖Ⅱ所示．據(jù)此回答下列問(wèn)題：

（1）M為電源的負(fù)（填“正”或“負(fù)”）極，乙中陽(yáng)離子向c（填“c”或“d”）定向移動(dòng)，A是NaCl（填寫(xiě)化學(xué)式）．
（2）計(jì)算電極f上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1.4L．
（3）b電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cl^--2e^-=Cl₂↑；乙燒杯的電解池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃．
（4）要使丙恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，應(yīng)加入物質(zhì)的質(zhì)量為2.25g．

Answer 1

分析 由題意可知：A、B、C三種強(qiáng)電解質(zhì)，銀離子只能和硝酸根離子形成可溶性物質(zhì)，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(zhì)量增加了27g，則c為陰極，則M為負(fù)極，N為正極；
（2）n（Ag）=$\frac{27g}{108g/mol}$=0.25mol；轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.25mol；f極發(fā)生反應(yīng)電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，據(jù)此計(jì)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(yīng)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(jù)電解產(chǎn)物及元素和質(zhì)量守恒計(jì)算解答．

解答 解：由題意可知：A、B、C三種強(qiáng)電解質(zhì)，銀離子只能和硝酸根離子形成可溶性物質(zhì)，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(zhì)量增加了27g，則c為陰極，則M為負(fù)極，N為正極，陽(yáng)離子移向陰極，陰離子移向陽(yáng)極，所以乙中陽(yáng)離子移向c極，A是氯化鈉；
故答案為：負(fù)；c；NaCl；
（2）n（Ag）=$\frac{27g}{108g/mol}$=0.25mol；轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.25mol；f極發(fā)生反應(yīng)電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，依據(jù)得失電子守恒，可知生成氧氣的物質(zhì)的量為0.25mol×$\frac{1}{4}$=0.0625mol，標(biāo)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(yīng)生成氯氣，電極反應(yīng)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(shí)質(zhì)電解水，c電極質(zhì)量增加了27g，轉(zhuǎn)移0.25mol電子，依據(jù)串聯(lián)電路
特點(diǎn)，各個(gè)電極上轉(zhuǎn)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(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，應(yīng)加入水2.25g，
故答案為：2.25g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解原理，熟悉電解池工作原理準(zhǔn)確判斷電極及各個(gè)電極的發(fā)生反應(yīng)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．