题目内容

电解装置如下图所示。图中B装置盛1 L 2 mol·L-1Na2SO4溶液,A装置中盛1 L 2 mol·L-1AgNO3溶液。通电后,润湿的淀粉KI试纸的C端变蓝色。电解一段时间后,试回答:

(1)A中发生反应的化学方程式为                                            

(2)在B中观察到的现象是                                                  

(3)室温下,若从电解开始到电间为t时,A、B装置中共收集到0.168 L(标准状况)气体。若电解过程中无其他副反应发生,且溶液体积变化忽略不计,则在t时,A的溶液的pH为    

解析:湿润淀粉碘化钾试纸C点变蓝,说明C点有单质碘生成,即碘离子被氧化成单质碘,故C极为阳极,D极为阴极;根据电流方向,可判断阳极还有Cu、Pt,阴极还有石墨和Fe。

A中:Fe极上的电极反应为:Ag++e-Ag,Pt极上的电极反应为:4OH--4e-O2↑+2H2O

总的电池反应为:4AgNO3+2H2O4Ag↓+O2↑+4HNO3

B中:Cu极上的电极反应:Cu-2e-Cu2+,石墨上发生的电极反应:2H++2e-H2

总的电池反应为(Na2SO4作电解质)

Cu+2H2OH2↑+Ca(OH)2

所以A中发生反应的化学方程式为:

4AgNO3+2H2O4Ag↓+O2↑+4HNO3

B中观察到的现象,Cu棒周围开始时变蓝色,石墨上有气泡产生,一段时间后,U形管B的底部有沉淀。

电解一段时间,A、B装置共收集到0.168 L气体(标准状况),该气体的物质的量为7.5×10-3mol,且是H2、O2的混合气体,由于是串联电路,故流过线路上的电子的物质的量相同,所以氢气和氧气的物质的量之比为2∶1,即H2为5.0×10-3mol,O2为2.5×10-3mol。

根据关系式:

  O2↑      +      4HNO3

1 mol                4 mol

2.5×10-3mol  1.0×10-2 mol

所以A装置在t时,[HNO3]=1.0×10-2mol·L-1。A装置中溶液的pH为2。

答案:(1)4AgNO3+2H2O4Ag↓+O2↑+4HNO3

(2)Cu棒周围开始时变蓝色,石墨上有气泡产生,一段时间后,U形管B的底部有沉淀

(3)2


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阴离子膜法电解装置如下图所示:

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离子

Fe3+

A13+

Fe2+

Mn2+

Mg2+

开始沉淀的pH

1.2

3.7

7.0

7.8

9.3

沉淀完全的pH

3.7

4.7

9.6

9.8

10.8

 

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