Question

1．有电解装置如图所示．图中A装置盛1L 2mol/L AgNO₃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：
①E极名称为负极．
②A中发生反应的化学方程式为4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃．
③在B中观察到的现象是Cu电极变细，溶液显蓝色，石墨电极处产生气泡．
④室温下，若从电解开始到时间 t 时，A和B装置中共收集到气体0.168L（标准状况），若电解过程中无其它副反应发生，且溶液体积变化忽略不计，则在t时，A溶液的pH为2．

Answer 1

分析 通电一段时间后，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色，则C端发生2I^--2e^-=I₂，则C端为阳极，D为阴极，即E为电源的负极，F为电源的正极，A池中Fe为阴极，阴极上银离子得电子生成Ag，Pt为阳极阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，B池中Cu为阳极，Cu失电子生成铜离子，石墨为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，结合电子守恒来解答．

解答 解：通电一段时间后，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色，则C端发生2I^--2e^-=I₂，则C端为阳极，D为阴极，即E为电源的负极，F为电源的正极，
①E为电源的负极，故答案为：负极；
②A中Fe连接电源的负极，则为电解池的阴极，发生还原反应，为电解池的阴极，电极方程式为Ag⁺+e^-=Ag，Pt为阳极阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，则电解总方程式为：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；
故答案为：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；
③B池中Cu为阳极，Cu失电子生成铜离子，则铜电极逐渐变细，溶液中有铜离子生成显蓝色，石墨为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，即阴极上有气泡生成，故答案为：Cu电极变细，溶液显蓝色，石墨电极处产生气泡；
④B中：Cu极上的电极反应：Cu-2e^-=Cu²⁺，石墨上发生的电极反应：2H⁺+2e^-=H₂↑，
总的电池反应为（NaCl作电解质）：Cu+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂↑+Cu（OH）₂；
所以A中发生反应的化学方程式为：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag↓+O₂↑+4HNO₃；
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，c（HNO₃）=1.0×10^-2mol•L^-1，即氢离子浓度为0.01mol/L，则溶液的pH为2；
故答案为：2．

点评 本题考查学生有关电解池的工作原理知识，注意把握阴阳两极上离子的放电顺序，明确电极反应式中电子与各物质之间的关系是解题的关键，题目难度中等．