Question

1．有電解裝置如圖所示．圖中A裝置盛1L 2mol/L AgNO₃溶液．通電后，潤濕的淀粉KI試紙的C端變藍色，電解一段時間后試回答：
①E極名稱為負極．
②A中發生反應的化學方程式為4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃．
③在B中觀察到的現象是Cu電極變細，溶液顯藍色，石墨電極處產生氣泡．
④室溫下，若從電解開始到時間 t 時，A和B裝置中共收集到氣體0.168L（標準狀況），若電解過程中無其它副反應發生，且溶液體積變化忽略不計，則在t時，A溶液的pH為2．

Answer 1

分析 通電一段時間后，發現濕潤的淀粉KI試紙的C端變為藍色，則C端發生2I^--2e^-=I₂，則C端為陽極，D為陰極，即E為電源的負極，F為電源的正極，A池中Fe為陰極，陰極上銀離子得電子生成Ag，Pt為陽極陽極上氫氧根離子失電子生成氧氣，B池中Cu為陽極，Cu失電子生成銅離子，石墨為陰極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，結合電子守恒來解答．

解答 解：通電一段時間后，發現濕潤的淀粉KI試紙的C端變為藍色，則C端發生2I^--2e^-=I₂，則C端為陽極，D為陰極，即E為電源的負極，F為電源的正極，
①E為電源的負極，故答案為：負極；
②A中Fe連接電源的負極，則為電解池的陰極，發生還原反應，為電解池的陰極，電極方程式為Ag⁺+e^-=Ag，Pt為陽極陽極上氫氧根離子失電子生成氧氣，則電解總方程式為：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；
故答案為：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；
③B池中Cu為陽極，Cu失電子生成銅離子，則銅電極逐漸變細，溶液中有銅離子生成顯藍色，石墨為陰極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，即陰極上有氣泡生成，故答案為：Cu電極變細，溶液顯藍色，石墨電極處產生氣泡；
④B中：Cu極上的電極反應：Cu-2e^-=Cu²⁺，石墨上發生的電極反應：2H⁺+2e^-=H₂↑，
總的電池反應為（NaCl作電解質）：Cu+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cu（OH）₂；
所以A中發生反應的化學方程式為：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag↓+O₂↑+4HNO₃；
電解一段時間，A、B裝置共收集到0.168 L氣體（標準狀況），該氣體的物質的量為7.5×10^-3mol，且是H₂、O₂的混合氣體，由于是串聯電路，故流過線路上的電子的物質的量相同，所以氫氣和氧氣的物質的量之比為2：1，即H₂為5.0×10^-3mol，O₂為2.5×10^-3mol．
根據關系式：
O₂↑～4HNO₃
1 mol          4 mol
2.5×10^-3mol   1.0×10^-2 mol
所以A裝置在t時，c（HNO₃）=1.0×10^-2mol•L^-1，即氫離子濃度為0.01mol/L，則溶液的pH為2；
故答案為：2．

點評 本題考查學生有關電解池的工作原理知識，注意把握陰陽兩極上離子的放電順序，明確電極反應式中電子與各物質之間的關系是解題的關鍵，題目難度中等．