Question

17．在25℃時，將一根石墨棒和一根鐵棒做兩電極分別插入一定量的硫酸鈉飽和溶液中進行電解（見圖），
（1）通電時，溶液中的Na⁺、H⁺（填離子的化學式）移動向c極．
（2）若要使鐵棒變細，則d極的電極材料是鐵（填“石墨”或“鐵”）．
（3）若c極是鐵棒，①d極上的電極反應為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑．
②總反應的化學方程式為2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．
③通電一段時間后，若陰極逸出amol氣體，同時有bgNa₂SO₄•10H₂O晶體析出，則剩余溶液中溶質的質量分數(shù)為$\frac{7100b}{161（b+18a）}$%．

Answer 1

分析 （1-2）將一根石墨棒和一根鐵棒做兩電極分別插入一定量的硫酸鈉飽和溶液中進行電解，根據(jù)電解圖可知與負極相連的c極為陰極得電子發(fā)生還原反應，與正極相連的d極為陽極失電子發(fā)生氧化反應；
（3）電解飽和硫酸鈉溶液時，本質是電解水，發(fā)生反應2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$O₂↑+2H₂↑，電解水后，溶液中硫酸鈉過飽和導致析出晶體，剩余的電解質溶液仍是飽和溶液，析出的硫酸鈉晶體和電解的水組成的也是飽和溶液，根據(jù)質量分數(shù)公式計算即可．

解答 解：（1）通電時，與負極相連的c極為陰極，則溶液中的Na⁺、H⁺移動向c極，故答案為：Na⁺、H⁺．
（2）若要使鐵棒變細，即鐵作陽極，所以與正極相連的d極電極材料是鐵，故答案為：鐵．
（3）若c極是鐵棒，①d極為石墨棒，則溶液中的氫氧根失電子發(fā)生氧化反應，反應為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
②c極是鐵棒，則陰極上為氫離子得電子發(fā)生還原反應，反應為4H⁺+4e^-═2H₂↑，所以總反應即為電解水，化學方程式為2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，故答案為：2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；
③電解飽和硫酸鈉溶液時，本質是電解水，發(fā)生反應2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$O₂↑+2H₂↑，電解水后，溶液中硫酸鈉過飽和導致析出晶體，剩余的電解質溶液仍是飽和溶液，析出的硫酸鈉晶體和電解的水組成的也是飽和溶液，
bgNa₂SO₄•10H₂O硫酸鈉的質量=bg×$\frac{142}{322}$=$\frac{71b}{161}$g；
設電解水的質量為x：
2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$O₂↑+2H₂↑
36g          2mol
x            amol
解得：x=18ag
所以飽和溶液的質量分數(shù)=$\frac{\frac{71b}{161}}{b+18a}$×100%=$\frac{7100b}{161（b+18a）}$%，故答案為：$\frac{7100b}{161（b+18a）}$%．

點評 本題以電解原理為載體考查了質量分數(shù)的計算，難度較大．明確電解后析出的硫酸鈉晶體和電解的水組成的是飽和溶液是解本題的關鍵．