Question

13．A、B、C三種強電解質，它們在水中電離出的離子如表所示：

陽離子	Ag+   Na+
陰離子	NO3-  SO42-   Cl-

如圖1所示裝置中，甲、乙、丙三個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，經過一段時間后，測得乙中c電極質量增加了27g．常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間（t）的關系如圖2．據此回答下列問題：

（1）M為電源的負極（填“正”或“負”），甲電解質為NaCl（填化學式）．
（2）寫出丙燒杯中反應的化學方程式2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．
（3）有人設想用圖3所示原電池為直流電源完成上述電解．則鋅電極相當于直流電源的M（填“M”或“N”）極．
（4）有人設想用圖4所示裝置做直流電源，不僅可以完成電解也能將氣體SO₂轉化為重要化工原料．該設想中負極的電極反應式為SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-．
（5）以甲醇、空氣，氫氧化鉀溶液為原料，石墨為電極，可構成燃料電池；已知該燃料電池的總反應式是：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，該燃料電池發生反應時，正極區溶液的PH增大 （填“增大”，“減小”或“不變”）該電池的負極反應式為2CH₃OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+12H₂O．
（6）用上述燃料電池進行粗銅的精煉，粗銅應連接電源的正極，該粗銅精煉電解池的陰極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu．

Answer 1

分析 A、B、C三種強電解質，銀離子只能和硝酸根離子形成可溶性物質，電解硝酸銀溶液中溶液變為酸性，pH減小，所以B是硝酸銀，甲中溶液PH變大，則該溶液為氯化鈉溶液，即A為氯化鈉，則C是硫酸鈉；
（1）c電極上析出金屬，則c為陰極，則M為負極，N為正極；
（2）電解硫酸鈉溶液時，陰極上氫離子放電，陽極上氫氧根離子放電，實際上是電解水；
（3）該原電池中，易失電子發生氧化反應的金屬作負極；
（4）二氧化硫失電子和水反應生成硫酸根離子；
（5）堿性條件下，負極上甲醇失電子生成碳酸根離子，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子；
（6）電解精煉時粗銅作陽極，與正極相連，陰極陽離子得電子生成單質．

解答 解：A、B、C三種強電解質，銀離子只能和硝酸根離子形成可溶性物質，電解硝酸銀溶液中溶液變為酸性，pH減小，所以B是硝酸銀，甲中溶液PH變大，則該溶液為氯化鈉溶液，即A為氯化鈉，則C是硫酸鈉；
（1）c電極上析出金屬，則c為陰極，則M為負極，N為正極，通過以上分析知，甲電解質為NaCl，故答案為：負；NaCl；
（2）電解硫酸鈉溶液時，陰極上氫離子放電，陽極上氫氧根離子放電，實際上是電解水，電池反應式為2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，
故答案為：2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；
（3）該原電池中，易失電子發生氧化反應的金屬作負極，銅作正極，所以鋅電極相當于直流電源M極，故答案為：M；
（4）二氧化硫失電子和水反應生成硫酸根離子，電極反應式為SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-，故答案為：SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-；
（5）堿性條件下，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，所以正極區溶液的pH增大，負極上甲醇失電子生成碳酸根離子，所以負極的電極反應式為：2CH₃OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+12H₂O，
故答案為：增大；2CH₃OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+12H₂O；
（6）電解精煉時粗銅作陽極，與正極相連，陰極銅離子得電子生成銅單質，則陰極上電極反應式為：Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：正；Cu²⁺+2e^-=Cu．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，根據電解過程中溶液pH變化及離子共存確定電解質ABC，再結合原電池原理來分析解答即可，難點的電極反應式的書寫，要結合電解質溶液的酸堿性書寫，為易錯點．