Question

5．化學(xué)反應(yīng)原理在生活和工業(yè)中應(yīng)用廣泛．
（1）運(yùn)用原電池原理除去銀器表面的黑斑（Ag₂S）．將銀器置于盛有食鹽水的鋁制容器里，并原鋁接觸構(gòu)成原電池，則Ag₂S為正極（填“正極”或“負(fù)極”），負(fù)極電極反應(yīng)式為Al-3e-=Al³⁺； 
（2）運(yùn)用電解原理電解精煉銀．其工作理如圖．
①該裝置采用硝酸銀溶液做介質(zhì)，常加人硝酸酸化的原因是抑制銀離子水解；
②若b電極有無色氣體生成，并逐漸變?yōu)榧t棕色，則b電極反應(yīng)式為NO₃^-+3e^-+4H⁺=NO↑+2H₂O；
（3）運(yùn)用沉淀溶解平衡原理除雜．
已知K_sp（AggCl）=1.8×10^-10，K_sp（Ag₂CrO₄）=1.9×10^-12，$\sqrt{19}$=4.366                        
①在相同條件下，AgCl、Ag₂CrO₄在水中溶解度較小的物質(zhì)是AgCl．
②向 0.001 mol•L^-1 和 0.001 mol•L^-1 KC1 混合液，逐滴滴加 0.01mol•L^-1 AgNO₃，
溶液．當(dāng)出現(xiàn)Ag₂CrO₄沉淀時(shí)，該溶液中Cl^-濃度為4.13×10^-6 mol•L^-1．（忽略混合溶液反應(yīng)前后體積的變化）

Answer 1

分析 （1）為處理銀器表面的黑斑（Ag₂S），將銀器置于鋁制容器里的食鹽水中并與鋁接觸，該裝置構(gòu)成原電池，食鹽水作電解質(zhì)溶液，鋁為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag₂S為正極發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）①因?yàn)殂y離子在水溶液中要發(fā)生水解反應(yīng)，所以該裝置采用硝酸銀溶液做介質(zhì)，常加人硝酸酸化的原因是抑制銀離子水解；
②b為陰極發(fā)生還原反應(yīng)；
（3）①設(shè)AgCl溶解的濃度為xmol/L，則溶液中的銀離子濃度為xmol/L，氯離子也為xmol/L，則根據(jù)溶度積為1.8×10^-10 mol²•L^-2可以計(jì)算出x；同理可以設(shè)Ag₂CrO₄溶解的濃度為ymol/L，則溶液中的銀離子濃度為2ymol/L，氯離子也為ymol/L，再根據(jù)溶度積為1.9×10^-12 mol³•L^-3計(jì)算出y，比較x和y即可解答；
②根據(jù)剛出現(xiàn)Ag₂CrO₄沉淀時(shí)溶液中銀離子的濃度結(jié)合K_sp（AgCl），求出Cl^-的物質(zhì)的量濃度．

解答 解：（1）該裝置構(gòu)成原電池，氯化鈉溶液作電解質(zhì)溶液，促進(jìn)溶液的導(dǎo)電能力，鋁為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為：Al-3e-=Al³⁺，Ag₂S為正極發(fā)生還原反應(yīng)；
故答案為：正極；Al-3e-=Al³⁺；
（2）①因?yàn)殂y離子在水溶液中要發(fā)生水解反應(yīng)，所以該裝置采用硝酸銀溶液做介質(zhì)，常加人硝酸酸化的原因是抑制銀離子水解，故答案為：抑制銀離子水解；
②b為陰極發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為：NO₃^-+3e^-+4H⁺=NO↑+2H₂O，故答案為：NO₃^-+3e^-+4H⁺=NO↑+2H₂O；
（3）①設(shè)AgCl溶解的濃度為xmol/L，則溶液中的銀離子濃度為xmol/L，氯離子也為xmol/L，則根據(jù)溶度積為1.8×10^-10=x×x，解得x=1.35×10^-5mol/L
同理設(shè)Ag₂CrO₄溶解的濃度為ymol/L，則溶液中的銀離子濃度為2ymol/L，氯離子也為ymol/L，再根據(jù)溶度積為1.9×10^-12=（2y）²×y，解得y=0.8×10^-4mol/L，故溶解度較小的物質(zhì)是AgCl，故答案為：AgCl；
②由Ag₂CrO₄沉淀時(shí)所需Ag⁺濃度求出此時(shí)溶液中Cl^-的濃度，Ag₂CrO₄飽和所需Ag⁺濃度c（Ag⁺）=$\sqrt{\frac{Ksp}{c（CrO{\;}_{4}{\;}^{2-}）}}$=$\sqrt{\frac{1.9×10{\;}^{-12}}{0.001}}$mol/L=4.36×10^-5mol/L．
C（Cl^-）=$\frac{Ksp}{C（Ag{\;}^{+}）}$=$\frac{1.8×10{\;}^{-10}}{4.36×10{\;}^{-5}}$=4.13×10^-6 mol•L^-1．
故答案為：4.13×10^-6 mol•L^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氧化還原反應(yīng)、原電池和電解原理、難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)離子的放電順序來分析解答，注意根據(jù)Ksp計(jì)算，題目難度中等．