Question

15．如图所示，电解一段时间后，测得C中Ag⁺减少了0.1mol，Fe电极被溶解．试回答：
（1）直流电源的b端是正（填“正”或“负”）极，C中Fe电极的电极反应式为Fe-2e^-═Fe²⁺．
（2）当C中Ag⁺减少0.1mol时，B中Cu²⁺恰好完全析出为Cu，假设电解前后溶液体积都为100mL，则通电前c（CuSO₄）=0.5mol/L；若要将电解后的B恢复为原溶液，应向其中加入的物质为CuO或CuCO₃．
（3）若A中X溶液为100mL 1.1mol/L的HCl溶液，假设电解产生的气体全部逸出，则产生的所有气体在标准状况下的总体积为2.24L；电解后溶液的pH值为1．（假设溶液体积不变）

Answer 1

分析 （1）有外接电源，都是电解池，C中Fe电极溶解，则C作阳极，与阳极相连的是电源的正极；
（2）根据电子转移守恒计算B中铜离子的物质的量，再根据公式c=$\frac{n}{V}$计算；根据析出什么加什么的原则分析；
（3）C中Ag⁺减少了0.1mol，转移电子0.1mol，盐酸溶液中是氢离子和氯离子放电产生氢气和氯气，根据电极反应关系式计算气体总体积；计算溶液中剩下氢离子浓度得出PH．

解答 解：（1）图中有外接电源，都是电解池，C中Fe电极溶解，则C作阳极，阳极铁失电子发生氧化反应，电极反应为Fe-2e^-═Fe²⁺，与阳极相连的是电源的正极，故答案为：正；Fe-2e^-═Fe²⁺；
（2）当C中Ag⁺减少0.1mol时，转移电子0.1mol，B中Cu²⁺恰好完全析出为Cu，电极反应为：Cu²⁺+2e^-═Cu，则B中铜离子的物质的量为$\frac{0.1mol}{2}$=0.05mol，溶液中硫酸铜的c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.05mol}{0.1L}$=0.5mol/L，电解硫酸铜溶液的总反应为：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂ ↑+4H⁺，析出铜和氧气，要使溶液复原则可加氧化铜和碳酸铜，氧化铜与氢离子反应生成铜离子和水，碳酸铜与氢离子反应生成铜离子和水，二氧化碳溢出，
故答案为：0.5mol/L；CuO或CuCO₃；
（3）C中Ag⁺减少了0.1mol，转移电子0.1mol，盐酸溶液中是氢离子和氯离子放电产生氢气和氯气，100mL 1.1mol/L的HCl溶液中氢离子物质的量为0.11mol，盐酸过量，2H⁺～H₂～2e^-，Cl₂～2e^-，则产生的气体有$\frac{0.1mol}{2}$$+\frac{0.1mol}{2}$=0.1mol，在标准状况下的总体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L；此时溶液中剩下氢离子物质的量为0.11mol-0.1mol=0.01mol，氢离子的浓度为0.01mol÷0.1L=0.1mol/L，PH=1，
故答案为：2.24L；1．

点评 本题以电解原理为载体考查了电极反应式的书写、离子浓度的计算，难度不大，利用电子转移守恒计算是解题的关键．