Question

【题目】A、B、C三种强电解质，它们溶于水在水中电离出的阳离子有K＋、Ag＋，阴离子有NO3－、OH－(电解质电离的离子有重复)。

图1装置中，甲、乙、丙三个烧杯中依次盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为铂电极。接通电源，经过一段时间后，测得甲中b电极质量增加了43.2 g。常温下各烧杯中溶液pH与电解时间t关系如图2。请回答下列问题：

(1)写出三种强电解质的化学式：A____________；B____________；C____________。

(2)写出甲烧杯中总反应的化学方程式___________________________________________。

(3)若甲烧杯中溶液体积为400 mL(忽略溶液体积的变化) ，电解一段时间后甲烧杯溶液的pH=_______，丙烧杯e电极上生成的气体在标准状况下的体积为_______________。

(4)若直流电源使用的是铅蓄电池，铅蓄电池的正极材料是PbO2，负极材料是Pb，电解质溶液是H2SO4溶液，则放电时M极上发生的电极反应为_____________________________________。铅蓄电池充电时，若阳极和阴极之间用阳离子交换膜(只允许H+通过)隔开，则当外电路通过0.2 mol电子时，由阳极室通过阳离子交换膜进入阴极室的阳离子有________mol。

Answer 1

【答案】AgNO3 KNO3 KOH 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 0 2.24 L PbO2+2e－+4H++SO42－=PbSO4+2H2O 0.2

【解析】

A、B、C三种强电解质，它们溶于水在水中电离出的阳离子有K+、Ag+，阴离子有NO3-、OH-(电解质电离的离子有重复)；接通电源，经过一段时间后，测得甲中b电极质量增加了43.2克，所给离子以及水电离出的离子中只有Ag+放电才能使电极增重，且在阴极放电，所以b电极是阴极，A为AgNO3；连接b电极的电源电极为负极，即M为电源正极，N为电源负极；根据离子的放电顺序及图2可知，乙中pH不变，则B为KNO3，丙中pH增大，且pH＞7，则C为KOH，结合离子的放电顺序及电极反应来解答。

(1)根据分析可知A为AgNO3，B为KNO3，C为KOH；

(2)甲中银离子在阴极放电生成Ag，水电离出的氢氧根在阳极放电生成氧气，所以总反应为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3；

(3)甲中阴极发生Ag++e-=Ag，增重43.2g，所以转移电子为=0.4mol，根据电池总反应可知生成的氢离子的物质的量为0.4mol，则溶液中c(H+)==1mol/L，所以溶液的pH=0；丙中e电极为阳极，发生反应4OH--4e-=O2↑+2H2O，转移0.4mol电子时可以生成0.1mol氧气，标况下的体积为2.24L；

(4)根据分析可知M为电源正极，铅蓄电池正极为PbO2，反应为PbO2+2e－+4H++SO42－=PbSO4+2H2O；因该阳离子交换膜只允许H+通过，所以根据电荷守恒可知转移0.2mol电子时，有0.2molH+由阳极室通过交换膜进入阴极室。