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

AgNO₃

；B

KNO₃

；C

KOH

．
（2）写出乙烧杯c电极发生的电极反应为

4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

，甲烧杯中的总反应的化学方程式为

4AgNO₃

电解  .

4Ag+O₂↑+4HNO₃

．
（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

2.24L

，甲烧杯中溶液体积为400ml，pH=

0

．
（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

Ag₂O

，其质量为

46.4g

．
（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

Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄

，M级附近溶液的pH

升高

（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

0.2

mol．

Answer 1

分析：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）．
接通电源，经过一段时间后，测得甲中b电极质量增加了43.2克，说明b电极是阴极，连接b电极的电源电极为负极，即M为电源正极，N为电源负极；根据离子的放电顺序及图2可知，甲中pH减小，则A为AgNO₃，乙中pH不变，则B为KNO₃，丙中pH增大，且pH＞7，则C为KOH，结合离子的放电顺序及电极反应来解答．

解答：解：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）．
接通电源，经过一段时间后，测得甲中b电极质量增加了43.2克，说明b电极是阴极，连接b电极的电源电极为负极，即M为电源正极，N为电源负极；根据离子的放电顺序及图2可知，甲中pH减小，则A为AgNO₃，乙中pH不变，则B为KNO₃，丙中pH增大，且pH＞7，则C为KOH，
（1）由上述分析可知，A为AgNO₃，B为KNO₃，C为KOH，故答案为：AgNO₃；KNO₃；KOH；
（2）c为阳极，氢氧根离子放电，则乙烧杯c电极发生的电极反应为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，甲中银离子和氢氧根离子放电，总反应为4AgNO₃

电解  .

4Ag+O₂↑+4HNO₃，
故答案为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；4AgNO₃

电解  .

4Ag+O₂↑+4HNO₃；
（3）丙烧杯e电极上发生4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，甲中b电极发生Ag⁺+e^-=Ag，由电子守恒可知4Ag～O₂↑，n（Ag）=

43.2g

108g/mol

=0.4mol，则n（O₂）=0.1mol，其标况下的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L，n（H⁺）=n（OH^-）=0.4mol，则c（H⁺）=

0.4mol

0.4L

=1mol/L，所以pH=0，故答案为：2.24L；0；        
（4）由甲中总反应为4AgNO₃

电解  .

4Ag+O₂↑+4HNO₃，则由电子守恒可知应加入0.2molAg₂O恢复原样，其质量为0.2mol×232g/mol=46.4g，
故答案为：Ag₂O；46.4g；
（5）铅蓄电池的正极材料是PbO₂，负极材料是Pb，电解质溶液时H₂SO₄，放电Pb为负极，负极（N极）反应为Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，正极（M极）反应为PbO₂+2e^-+SO₄^2-+4H⁺=PbSO₄+2H₂O，显然氢离子浓度减小，pH升高，充电时，2H⁺～2e^-，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0.2mol，
故答案为：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄；升高；0.2．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，明确甲中b电极质量增加是解本题的关键，熟悉离子的放电顺序及发生的电极反应即可解答本题，题目难度不大．