Question

5．從H⁺、Cu²⁺、Na⁺、Ag⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Cl^-七種離子中恰當地組成電解質，按下列要求進行電解：
（1）以碳棒為電極，使電解質質量減少，水質量不變，進行電解，則可采用的電解質是HCl、CuCl₂．
（2）以碳棒為電極，使電解質質量不變，水質量減少，進行電解，則可采用的電解質是HNO₃、H₂SO₄、NaNO₃、Na₂SO₄．
（3）以碳棒為陽極，鐵棒為陰極，使電解質和水質量都減少，電解后生成堿和氫氣，則電解質為NaCl．
（4）以 碳棒為陽極，鐵棒為陰極，使電解質和水質量都減少，電解后生成酸和氧氣，則電解質為CuSO₄、Cu（NO₃）₂、AgNO₃．

Answer 1

分析 依據電解原理，惰性電極電解，溶液中陰離子移向陽極失電子發生氧化反應，陽離子移向陰極得到電子發生還原反應，據此分析電極的物質；
（1）碳棒是惰性電極，使電解質質量減少，水質量不變，則本質電解電解質本身；
（2）碳棒是惰性電極，使電解質質量不變，水質量減少，則本質電解水；
（3）碳棒為陽極，鐵棒為陰極，使電解質和水質量都減少，電解NaCl后生成堿和氫氣；
（4）碳棒為陽極，鐵棒為陰極，使電解質和水質量都減少，電解CuSO₄、Cu（NO₃）₂、AgNO₃溶液時生成酸和氧氣．

解答 解：因陽離子放電順序為Ag⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Na⁺，陰離子放電順序為Cl^-＞OH^-＞SO₄^2-和NO₃^-，則
（1）碳棒是惰性電極，使電解質質量減少，水質量不變，則本質電解電解質本身，所以電解HCl、CuCl₂溶液時，電解質質量減小，水量不變，故答案為：HCl、CuCl₂；
（2）碳棒是惰性電極，使電解質質量不變，水質量減少，則本質電解水，所以電解HNO₃、H₂SO₄、NaNO₃、Na₂SO₄溶液時，氫離子、氫氧根離子放電，則電解質質量不變，水量減少，故答案為：HNO₃、H₂SO₄、NaNO₃、Na₂SO₄；
（3）石墨棒為陽極，鐵棒為陰極，電解NaCl溶液時，則氯離子、氫離子放電，所以電解質和水量都減少，電解后生成堿和氫氣，故答案為：NaCl；
（4）碳棒為陽極，鐵棒為陰極，電解CuSO₄、Cu（NO₃）₂、AgNO₃溶液時生成酸和氧氣，使電解質和水質量都減少，故答案為：CuSO₄、Cu（NO₃）₂、AgNO₃．

點評 本題考查電解原理，明確離子的放電順序是解答本題的關鍵，注意電極材料與發生的電極反應即可解答，題目難度不大．