Question

A、B、C三种强电解质，它们溶于水在水中电离出的阳离子有K^＋、Ag^＋，阴离子有NO₃^－、OH^－(电解质电离的离子有重复)。

图1装置中，甲、乙、丙三个烧杯中依次盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为铂电极。接通电源，经过一段时间后，测得甲中b电极质量增加了43.2g。常温下各烧杯中溶液pH与电解时间t关系如图2。请回答下列问题：

(1)写出三种强电解质的化学式：A            ；B            ；C            。

(2)写出乙烧杯c电极发生的电极反应为__________________________，甲烧杯中的总反应的化学方程式为___________________________________________。

(3)计算丙烧杯e电极上生成的气体在标准状况下的体积为________________，甲烧杯中溶液的pH=              。（假设溶液体积是400ml）

(4)要使甲烧杯中的A溶液恢复到电解前的状态，需要加入的物质是_____________，其质量为                。

(5)若直流电源使用的是铅蓄电池，铅蓄电池的正极材料是PbO₂，负极材料是Pb，电解质溶液时H₂SO₄，则放电时N级上发生的电极反应为________________________________

____________________，M级附近溶液的pH        (选填“升高”或“降低”或“不变”)。

铅蓄电池充电时，若阳极和阴极之间用阳离子交换膜(只允许H⁺通过)隔开，则当外电路通过0.2mol电子时，由阳极室通过阳离子交换膜进入阴极室的阳离子有        mol。

 

Answer 1

【答案】

（1）AgNO₃(1分)       KNO₃ (1分)    KOH(1分)

（2）4OH^-－4e^—=O₂↑+2H₂O(1分)     2H₂O＋4 AgNO₃4 Ag+ O₂↑+4HNO₃(1分)

（3）2.24L(1分)     0  (2分)       （4）Ag₂O (1分)    46.4g(2分)

（5）Pb－2 e^—+SO₄^2—= PbSO₄(1分)       升高 (1分)    0.2(2分)

【解析】（1）甲中b电极质量增加了43.2g，所以甲中是硝酸银。由于乙中溶液的pH不变，所以乙中应该是硝酸钾。丙中溶液的pH增大，说明是氢氧化钾。

（2）b电极质量增加，所以b电极是阴极，则a是阳极，M是正极，N是负极，f、e、d、c分别是阴极、阳极、阴极、阳极。所以乙烧杯c电极发生的电极反应为4OH^-－4e^—=O₂↑+2H₂O。甲烧杯中出生成银外，还生成氧气，所以的总反应的化学方程式为2H₂O＋4 AgNO₃4 Ag+ O₂↑+4HNO₃。

（3）反应中转移电子是43.2g÷108g/mol×1＝0.4mol。丙烧杯e电极的方程式为4OH^-－4e^—=O₂↑+2H₂O，所以生成氧气是0.1mol，标准状况下的体积是2.24L。根据甲中的总反应式可知，生成硝酸是0.4mol，其浓度是0.4mol÷0.4L＝1.0mol/L，所以pH＝0。

（4）甲烧杯中减少的是银和氧气，所以需要加入0.2molAg₂O才能使溶液恢复到电解前的状态，质量是0.2mol×232g/mol＝46.4g。

（5）N是负极，失去电子，发生氧化反应，所以方程式为Pb－2 e^—+SO₄^2—= PbSO₄。M极是正极，得到电子，方程式为PbO₂＋2 e^—＋4H^＋＋SO₄^2—= PbSO₄＋2H₂O，所以氢离子的浓度降低，pH升高。根据充电时的阴极反应式PbSO₄＋2 e^—＝Pb＋SO₄^2—可知，当转移0.2mol电子时，生成SO₄^2—是0.1mol，所以需要氢离子是0.2mol。