Question

1．用堿性鋅錳電池做電源進行電解實驗，裝置如圖．圖中A裝置中盛1L2mol/LAgNO₃溶液，B裝置盛1L2mol/LNa₂SO₄溶液，C和D為潤濕的淀粉KI試紙的兩端．通電后電解一段時間后，潤濕的淀粉KI試紙的C端變藍色．試回答：
（1）堿性鋅錳電池中，MnO₂參與的電極反應方程式為：MnO₂+H₂O+e^-=MnOOH+OH^-；
（2）B裝置中石墨電極上發生的反應的化學方程式為：2H⁺+2e^-=H₂↑或2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，在B裝置中觀察到的現象是石墨上產生氣泡，Cu電極溶解，溶液中產生藍色沉淀；
（3）室溫下，若從電解開始到時間為t時，A、B裝置中共收集到氣體0.168L（標準狀況），若電解過程中無其他副反應發生，且溶液體積變化忽略不計，則在t時，A中溶液的pH為2．

Answer 1

分析 （1）由堿性鋅錳干電池的電池反應式可知，Zn作負極，MnO₂得電子作正極，生成MnOOH，由電荷守恒可知還生成OH^-，由元素守恒可知，還有水參與反應；
（2）B中盛有飽和Na₂SO₄溶液，Cu為陽極，陽極生成銅離子，陰極生成氫氣，溶液生成氫氧化銅沉淀；
（3）A、B裝置中共收集到標準狀況下的氣體0.168L，應分別為氧氣和氫氣，則氧氣為0.168L×$\frac{1}{3}$=0.056L，n（0₂）=$\frac{0.056L}{22.4L/mol}$=0.0025mol，轉移電子0.01mol，根據電子轉移數與氫離子關系解答該題．

解答 解：（1）堿性鋅錳干電池中Zn作負極，則MnO₂作正極得電子，其電極反應式應為MnO₂+H₂O+e^-=MnOOH+OH^-．
故答案為：MnO₂+H₂O+e^-=MnOOH+OH^-；
（2）B中盛有飽和Na₂SO₄溶液通電一會兒，發現濕潤的淀粉KI試紙的C端變為藍色，說明生成碘，發生氧化反應，則C為陽極，D為陰極，B中盛有飽和Na₂SO₄溶液，Cu為陽極，石墨為陰極，氫離子得電子生成氫氣，電極方程式為2H⁺+2e^-=H₂↑或2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，陽極生成銅離子，Cu極周圍變藍色，陰極生成氫氣，溶液生成氫氧化銅沉淀，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑或2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；石墨上產生氣泡，Cu電極溶解，溶液中產生藍色沉淀；
（3）A、B裝置中共收集到標準狀況下的氣體0.168L，應分別為氧氣和氫氣，則氧氣為0.168L×$\frac{1}{3}$=0.056L，n（0₂）=$\frac{0.056L}{22.4L/mol}$=0.0025mol，轉移電子0.01mol，
A中盛有AgNO₃溶液，電解時生成硝酸，n（H⁺）=n（e^-）=0.01mol，則c（H⁺）=$\frac{0.01mol}{1L}$=0.01mol/L，則pH=2，
故答案為：2．

點評 本題綜合考查電解原理，側重于考查學生綜合運用電解知識的能力，題目難度中等，注意把握電解規律，能正確判斷電極方程式．