Question

13．A、B、C三種強(qiáng)電解質(zhì)，它們?cè)谒�中電離出的離子如表所示：

陽(yáng)離子	Ag+   Na+
陰離子	NO3-  SO42-   Cl-

如圖1所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)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(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，測(cè)得乙中c電極質(zhì)量增加了27g．常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時(shí)間（t）的關(guān)系如圖2．據(jù)此回答下列問(wèn)題：

（1）M為電源的負(fù)極（填“正”或“負(fù)”），甲電解質(zhì)為NaCl（填化學(xué)式）．
（2）寫出丙燒杯中反應(yīng)的化學(xué)方程式2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．
（3）有人設(shè)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(dāng)于直流電源的M（填“M”或“N”）極．
（4）有人設(shè)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(zhuǎn)化為重要化工原料．該設(shè)想中負(fù)極的電極反應(yīng)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(gòu)成燃料電池；已知該燃料電池的總反應(yīng)式是：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，該燃料電池發(fā)生反應(yīng)時(shí)，正極區(qū)溶液的PH增大 （填“增大”，“減小”或“不變”）該電池的負(fù)極反應(yīng)式為2CH₃OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+12H₂O．
（6）用上述燃料電池進(jìn)行粗銅的精煉，粗銅應(yīng)連接電源的正極，該粗銅精煉電解池的陰極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu．

Answer 1

分析 A、B、C三種強(qiáng)電解質(zhì)，銀離子只能和硝酸根離子形成可溶性物質(zhì)，電解硝酸銀溶液中溶液變?yōu)樗嵝裕琾H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(fù)極，N為正極；
（2）電解硫酸鈉溶液時(shí)，陰極上氫離子放電，陽(yáng)極上氫氧根離子放電，實(shí)際上是電解水；
（3）該原電池中，易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的金屬作負(fù)極；
（4）二氧化硫失電子和水反應(yīng)生成硫酸根離子；
（5）堿性條件下，負(fù)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(shí)粗銅作陽(yáng)極，與正極相連，陰極陽(yáng)離子得電子生成單質(zhì)．

解答 解：A、B、C三種強(qiáng)電解質(zhì)，銀離子只能和硝酸根離子形成可溶性物質(zhì)，電解硝酸銀溶液中溶液變?yōu)樗嵝�，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(fù)極，N為正極，通過(guò)以上分析知，甲電解質(zhì)為NaCl，故答案為：負(fù)；NaCl；
（2）電解硫酸鈉溶液時(shí)，陰極上氫離子放電，陽(yáng)極上氫氧根離子放電，實(shí)際上是電解水，電池反應(yīng)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(fā)生氧化反應(yīng)的金屬作負(fù)極，銅作正極，所以鋅電極相當(dāng)于直流電源M極，故答案為：M；
（4）二氧化硫失電子和水反應(yīng)生成硫酸根離子，電極反應(yīng)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(qū)溶液的pH增大，負(fù)極上甲醇失電子生成碳酸根離子，所以負(fù)極的電極反應(yīng)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(shí)粗銅作陽(yáng)極，與正極相連，陰極銅離子得電子生成銅單質(zhì)，則陰極上電極反應(yīng)式為：Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：正；Cu²⁺+2e^-=Cu．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池和電解池原理，根據(jù)電解過(guò)程中溶液pH變化及離子共存確定電解質(zhì)ABC，再結(jié)合原電池原理來(lái)分析解答即可，難點(diǎn)的電極反應(yīng)式的書寫，要結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性書寫，為易錯(cuò)點(diǎn)．