Question

6．400mL NaNO₃和AgNO₃的混合溶液中c（NO₃^-）=4mol/L，用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到11.2L氣體（標準狀況），假設電解后溶液體積仍為400mL．回答下列問題：
（1）把下列電極方程式補充完整
陰極：Ag⁺+e^-=Ag、2H⁺+2e^-═H₂↑
陽極：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
（2）上述電解過程中轉移電子的物質的量為2mol．
（3）電解后溶液中的c（H⁺）為2.5mol．L^-1．

Answer 1

分析 電解400mLNaNO₃和AgNO₃混合溶液時，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，反應式為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；陰極上先銀離子放電生成銀單質，當銀離子完全析出時，氫離子放電生成氫氣，所以反應式為Ag⁺+e^-=Ag；2H⁺+2e^-═H₂，結合電荷守恒計算．

解答 解：電解400mLNaNO₃和AgNO₃混合溶液時，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，反應式為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；陰極上先銀離子放電生成銀單質，當銀離子完全析出時，氫離子放電生成氫氣，所以反應式為Ag⁺+e^-=Ag；2H⁺+2e^-═H₂↑；
（1）根據以上分析，則電極反應陰極：Ag⁺+e^-=Ag；2H⁺+2e^-═H₂↑，陽極：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案為：Ag⁺+e^-=Ag；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（2）氣體的物質的量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，根據陽極反應4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，所以轉移電子的物質的量=0.5mol×4=2mol，故答案為：2mol；
（3）當電解AgNO₃時溶液中生成氫離子，當電解NaNO₃溶液時，實際上是電解水，所以電解過程中減少氫氧根離子的物質的量為氧氣的4倍，為0.5mol×4=2mol，其中電解水過程中的氫氧根離子物質的量為0.5×2=1mol，則溶液中生成氫離子1mol，氫離子濃度=$\frac{1mol}{0.4L}$=2.5mol/L，故答案為：2.5mol．L^-1．

點評 本題考查了電解原理，明確離子放電順序是解本題關鍵，結合轉移電子守恒、電荷守恒來分析解答，難度中等．