题目内容
7．
某化学兴趣小组用下图所示装置进行电化学原理的实验探究，回答下列问题：（1）通O2的Pt电极为电池正极（填电极名
称），其电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-．
（2）若B电池为电镀池，目的是在某镀件上镀一层
银，则X电极材料为Ag，电解质溶液为AgNO3溶液．
（3）若B电池为精炼铜，且粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，在X电极（填“X”或“Y”）周围有固体沉积，沉积固体的成分为Ag、Au．
（4）若X、Y均为Pt，B电池的电解质溶液为500mL 1.0mol/L的NaCl溶液，当电池工作一段时间断开电源K，Y电极有560mL（标准状况）无色气体生成（假设电极产生气体完全溢出，溶液体积不变）．恢复到常温下，B电池溶液的pH=13，要使该溶液恢复到原来的状态，需加入0.05molHCl（填物质并注明物质的量）．
（5）若X、Y均是铜，电解质溶液为NaOH溶液，电池工作一段时间，X极附近生成砖红色沉淀，查阅资料得知是Cu2O，试写出该电极发生的电极反应式为2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O．
（6）若X、Y均是Pt，电解质溶液为饱和Na2SO4溶液，通电一段时间后，在阴极上逸出c mol气体，同时有N g Na2SO4•10H2O 晶体析出，若温度不变，此时剩余溶液的溶质的质量分数为$\frac{7100N}{161（N+18c）}$%．
通过以上题目，请总结书写电极反应式的关键根据电极上发生的氧化或还原反应结合溶液的酸碱性书写．
分析 （1）左边是燃料电池，右边是电解池，通氧气的一极是正极发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
（2）X与电源的正极相连，是阳极发生氧化反应，电解质溶液是硝酸银溶液；
（3）粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，其中锌和铁会在电极上放电生成阳离子进入溶液，所以阳极泥的主要成分是Ag、Au；
（4）电解饱和食盐水阳极是氯离子失电子生成氯气，阴极是氢离子得到电子生成氢气；依据电解原理分析，书写电池反应，依据生成的气体体积，计算氢氧根离子浓度，结合离子积常数计算氢离子浓度计算溶液pH；恢复溶液浓度依据出什么，加什么的原则分析；
（5）X电极是阳极发生氧化反应，电极反应式为：2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O；
（6）用Pt作电极，电解饱和硫酸钠溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上氢离子放电生成氢气，实际上是电解的水，发生总反应2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$O2↑+2H2↑，电解水后，溶液中硫酸钠过饱和导致析出晶体，剩余的电解质溶液仍是饱和溶液，析出的硫酸钠晶体和电解的水组成的也是饱和溶液，根据质量分数公式计算即可；书写电极方程式时要注意电极上发生的反应以及溶液的酸碱性．
解答 解：（1）A池是燃料电池，B池是电解池，通氧气的一极是正极发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，
故答案为：正；O2+4e-+2H2O=4OH-；
（2）X与电源的正极相连，是阳极发生氧化反应，所以X电极材料为银，电解质溶液是硝酸银溶液，
故答案为：Ag；AgNO3溶液；
（3）粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，其中锌和铁会在电极上放电生成阳离子进入溶液，所以阳极泥的主要成分是Ag、Au，
故答案为：Ag、Au；
（4）Y电极与原电池的负极相连，电极氢离子得到电子生成氢气，生成氢气560ml的物质的量=$\frac{0.56L}{22.4L/mol}$=0.025mol，依据电解方程式：
2Cl-+2H2O=H2↑+Cl2↑+2OH-；
1 2
0.025mol n
n=$\frac{0.025mol×2}{1}$=0.05mol
C（OH-）=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L，
C（H+）=10-13mol/L，pH=-lg[H+]=13；所以应加入0.025mol×2=0.05mol的HCl恢复原状态，
故答案为：13；0.05molHCl；
（5）X电极是阳极发生氧化反应，电极反应式为：2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O，
故答案为：2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O；
（6）用Pt作电极，电解饱和硫酸钠溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上氢离子放电生成氢气，电解水后，溶液中硫酸钠过饱和导致析出晶体，剩余的电解质溶液仍是饱和溶液，析出的硫酸钠晶体和电解的水组成的也是饱和溶液，
N g Na2SO4•10H2O硫酸钠的质量=Ng×$\frac{142}{322}$=$\frac{71N}{161}$g，
设电解水的质量为xg：
2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$O2↑+2H2↑，
36g 2mol
x cmol
x=18cg
所以饱和溶液的质量分数=$\frac{\frac{71N}{161}}{N+18c}$×100%=$\frac{7100N}{161（N+18c）}$%；
书写电极方程式时要根据正负极或阴阳极上参加反应的物质或离子书写，同时要注意溶液的酸碱性对电极方程式的影响；
故答案为：$\frac{7100N}{161（N+18c）}$%；根据电极上发生的氧化或还原反应结合溶液的酸碱性书写．
点评 本题考查原电池、电解池工作原理，正确推断燃料电池正负极是解本题的关键，难点是溶液的pH计算和溶质的质量分数，根据电解饱和食盐水的离子方程式分析解答，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．
智趣寒假作业云南科技出版社系列答案| A． | 五种元素的原子半径从大到小的顺序是：Z＞W＞M＞Y＞X | |
| B． | 氢化物的还原性：Y＞M＞W | |
| C． | Y和M的氧化物都是酸性氧化物 | |
| D． | X2Z的电子式为： |
| A． | 温度升高，三者都增大 | |
| B． | 室温下Ka（HCN）＜Ka（CH3COOH），说明CH3COOH的电离度一定比HCN大 | |
| C． | 2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）平衡后，仅增大压强，平衡向右移动，但K值不变 | |
| D． | 化学平衡常数的大小与温度、浓度、催化剂等有关 |
| A． | 三氯生中含有氧气分子 | |
| B． | 三氯生由碳、氢、氯、氧四种元素组成 | |
| C． | 三氯生是一种有机物 | |
| D． | 一个三氯生分子共含有24个原子 |
| A． | H3的摩尔质量是3g | |
| B． | H3是氢元素的一种新的同位素 | |
| C． | H3分子中含有3个中子 | |
| D． | H2和H3是氢元素形成的两种不同单质 |
| A． | 原混合溶液中钾离子浓度为2 mol/L | |
| B． | 上述电解过程中共转移6摩尔电子 | |
| C． | 电解得到的铜的物质的量为0.5摩尔 | |
| D． | 电解后溶液中的pH=2 |
二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂．回答下列问题：