Question

（13分）图4-38中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336 mL（标准状态）气体。回答：

图4-38
（1）直流电源中，M__________为极。
（2）Pt电极上生成的物质是________，其质量为________g。
（3）电源输出的电子，其物质的量与b、c、d各电极分别生成的物质的物质的量之比为：_________∶________∶________∶________。
（4）AgNO₃溶液的浓度_______，AgNO₃溶液的pH________，H₂SO₄溶液的浓度______，H₂SO₄溶液的pH______（填增大、减小或不变）。
（5）若H₂SO₄溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H₂SO₄溶液为________g。

Answer 1

（1）正 （2）Ag  2.16 g （3）4  4  1  2 （4）不变 不变 增大 减小 （5）0.45

（1）用惰性电极电解H₂SO₄相当于电解水，观察图中c、d两电极上的小试管，根据气体产生的比例，可推断d电极生成的是H₂，而c电极生成的是O₂，故M为电源的正极，N为电源的负极。
（2）由反应2H₂O2H₂↑＋O₂↑可知n（H₂）∶n（O₂）=2∶1，所以该电路中通过的电子物质的量为336 mL/22400 mL·mol-1×2/3×2="0.02" mol。b为Pt电极，也是电解池的阴极，0.02 mol Ag⁺得0.02 mol电子生成0.02 mol Ag，质量为2.16 g。
（3）电源输出的电子为0.02 mol，b电极生成的Ag为0.02 mol，c电极生成的O₂为?0.005 mol，d电极生成的H₂为0.01 mol，故四者的比值为4∶4∶1∶2。
（4）a电极作阳极，Ag不断溶解进入溶液，能保持AgNO₃溶液相对稳定性，所以AgNO₃溶液的浓度不变，pH也不变；而由于H₂SO₄溶液不断被电解，水量减少，使浓度增大，pH减小。
（5）设原有5.00%的H₂SO₄溶液的质量为x。则：
x×5.00%=（x-336 mL/22400mL·mol^-1×2/3×18 g·mol^-1）×5.02%
解得：x="0.45" g。