Question

银锌碱性蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置．电池反应是：2Ag+Zn（OH）₂

充电

放电

Zn+Ag₂O+H₂O
假如此种蓄电池分别用来电解下列两种溶液，工作一段时间后蓄电池都分别消耗0.72gH₂O（电解池的电极均为惰性电极）．回答：
（1）电解M（NO₃）_x溶液时，某一极增加了agM，则金属M的相对原子质量为

 

（用a、x表示）；
（2）电解含有0.04molCuSO₄和0.04molNaCl的混合溶液400ml，则阳极产生的气体是

 

升（标准状况）；此时溶液的pH=

 

（假设电解后溶液体积不变）

Answer 1

分析：放电是原电池反应，Zn+Ag₂O+H₂O=2Ag+Zn（OH）₂，负极锌失电子发生氧化反应，电极反应为Zn-2e^-+2OH^-=Zn（OH）₂，工作一段时间后蓄电池都分别消耗0.72gH₂O，n（H₂O）=

0.72g

18g/mol

=0.04mol，
（1）由电子守恒可知，电解M（NO₃）_x溶液时，某一极增加了agM，2M～2xe^-～xH₂O；
（2）n（H₂O）=

0.72g

18g/mol

=0.04mol，电池转移电子为0.08mol，由离子放电顺序可知，电解含有0.04molCuSO₄和0.04molNaCl的混合溶液400ml，阳极上氯离子和氢氧根离子放电生成氯气和氧气，2Cl^--2e^-=Cl₂↑，阴极上铜离子得电子，以此计算．

解答：解：放电是原电池反应，Zn+Ag₂O+H₂O=2Ag+Zn（OH）₂，负极锌失电子发生氧化反应，电极反应为Zn-2e^-+2OH^-=Zn（OH）₂，工作一段时间后蓄电池都分别消耗0.72gH₂O，n（H₂O）=

0.72g

18g/mol

=0.04mol，
（1）由电子守恒可知，电解M（NO₃）_x溶液时，某一极增加了agM，2M～2xe^-～xH₂O，则设M的相对原子质量为y，
2M～2xe^-～xH₂O
2y        x
a         0.04mol
解得y=12.5ax，故答案为：12.5ax；
（2）n（H₂O）=

0.72g

18g/mol

=0.04mol，电池转移电子为0.08mol，由离子放电顺序可知，电解含有0.04molCuSO₄和0.04molNaCl的混合溶液400ml，阳极上氯离子和氢氧根离子放电生成氯气和氧气，2Cl^--2e^-=Cl₂↑，阴极上铜离子放电，
阳极上：
    2Cl^--2e^-=Cl₂↑，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
    2    2     1              4        1
0.04mol 0.04mol 0.02mol       0.04mol   0.01mol
则阳极生成0.03mol气体，体积为0.03mol×22.4L/mol=0.672L，
阴极上：
     Cu²⁺+2e^-=Cu          
     1   2    1              
0.04mol 0.08mol 0.04mol    
则氢氧根离子失电子减少0.04mol，氢离子增加0.04mol，
c（H⁺）=

0.04mol

0.4L

=0.1mol/L，所以pH=1，
故答案为：0.672；1．

点评：本题考查电解原理及计算，把握电子守恒、离子放电顺序、电极反应为解答的关键，注意利用消耗水计算转移电子，题目难度不大．