Question

A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：

阳离子	Ag+   Na+
阴离子	NO3-  SO42-   Cl-

如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液，电极均为石墨电极．
接通电源，经过一段时间后，测得乙中C电极质量增加了27克．常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图如图1．据此回答下列问题：

（1）M为电源的    极（填“正”或“负”）；甲、乙电解质分别为    、    （填化学式）．
（2）写出甲烧杯中反应的化学方程式    ．
（3）有人设想用图2所示原电池为直流电源完成上述电解．则锌电极相当于直流电源的    （填“M”或“N”）极．
（4）有人设想用图3所示装置做直流电源，不仅可以完成电解也能将气体SO₂ 转化为重要化工原料．该设想中负极的电极反应式为    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）接通电源，经过一段时间后，测得乙中C电极质量增加了27克，说明C电极是阴极，连接C电极的电源电极为负极；C电极上质量增加，析出金属单质，所以乙装置中含有银离子，电解乙装置中电解质溶液，溶液的pH值减小，所以阳极上析出氢氧根离子，根据离子的放电顺序判断电解质；电解时，甲装置中溶液的pH值增大，说明阴极上氢离子放电，阳极上放电能力比氢氧根离子强的离子放电，据此判断电解质．
（2）电解氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，同时生成氢氧化钠，写出相应的电池反应式．
（3）图2所示原电池中，较活泼的金属作负极，所以锌作负极．
（4）图3所示装置，原电池中负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，所以二氧化硫在负极上发生氧化反应，被氧化生成硫酸根离子．
解答：解：（1）接通电源，经过一段时间后，测得乙中C电极质量增加了27克，说明C电极是阴极，所以连接阴极的电极M是原电池的负极；电解时，甲装置中溶液的pH值增大，说明阳极上是放电能力大于氢氧根离子的离子放电，根据表格知，为氯离子，氯离子和银离子能生成沉淀，所以甲装置电解质溶液是氯化钠溶液；电解时，装置乙中pH值减小，说明阳极上是氢离子放电，溶液中含有的阴离子是含氧酸根离子，阴极上析出金属，所以含有银离子，该电解质溶液是硝酸银溶液．
故答案为：负；NaCl、AgNO₃．  
（2）电解氯化钠时，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，同时生成氢氧化钠，
电池反应式为：2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
故答案为：2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（3）图2装置中，较活泼的金属锌作负极，所以相当于M极．
故答案为：M．                    
（4）图3装置中，负极上失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应，所以负极上的电极反应式为：
SO₂+2H₂O-2e^-═4H⁺+SO₄^2-．
故答案为：SO₂+2H₂O-2e^-═4H⁺+SO₄^2-．
点评：本题考查了原电池和电解池原理，明确“C电极上质量的变化”的意思是解本题的关键，根据原电池和电解质各电极上发生反应的类型即可解答本题，难度不大．