Question

6．如图中电极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 336mL （标准状态）气体．回答：
（1）直流电源中，M为正极．
（2）Pt电极上生成的物质是Ag，其质量为2.16g．
（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为2：2：$\frac{1}{2}$：1．
（4）AgNO₃溶液的浓度不变（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），AgNO₃溶液的pH不变，
（5）若硫酸的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的硫酸45.18g．

Answer 1

分析 根据题意知，电极a、b上没有气体生成，则活性电极Ag作阳极，即a作阳极，b为阴极，所以M为正极，N为负极，c是阳极，d是阴极；
（1）根据以上分析确定M的电极；
（2）电解池阴极上析出银，根据转移电子数计算生成银的质量；
（3）根据生成物与转移电子的关系式计算；
（4）在铂电极上镀银时，阳极上的电极反应式为Ag-e^-=Ag⁺，阴极上的电极反应式为Ag⁺+e^-=Ag，据此确定溶液中银离子是否变化；
（5）分析可知电解过程中是电解水，依据溶质不变列式计算．

解答 解：（1）根据题意知，电极a、b上没有气体生成，则活性电极Ag作阳极，即a作阳极，b为阴极，所以M为正极，故答案为：正；
（2）电解稀硫酸反应时，当通电一段时间后，c、d两极共收集到336mL气体（标准状况），则阴极发生2H⁺+2e^-═H₂↑，阳极发生4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，实际上电解的是水，电池反应式为：2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，根据方程式知，生成氢气的体积占总体积的$\frac{2}{3}$所以混合气体中氢气的体积是224mL，根据2H⁺+2e^-═H₂↑知，转移电子的物质的量是0.02mol，串联电解池中转移电子数相等，电镀池阴极上析出银的质量为
Ag⁺+e^-=Ag
     1mol   108g
   0.02mol  2.16g
故答案为：Ag；2.16g；
（3）b电极上的电极反应式为：Ag⁺+e^-=Ag
C．电极上的电极反应式为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
d．电极上的电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑
假设转移电子的物质的量是2mol，则生成银2mol、生成氧气0.5mol、生成氢气1mol，所以
所以电子的物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：2：2：$\frac{1}{2}$：1，
故答案为：2；$\frac{1}{2}$；1；
（4）在铂电极上镀银时，阳极上的电极反应式为Ag-e^-=Ag⁺，阴极上的电极反应式为Ag⁺+e^-=Ag，所以硝酸银溶液的浓度不变，溶液的pH不变；
故答案为：不变；不变；
（5）设原5.00%的H₂SO₄溶液为xg，电解消耗水0.01×18=0.18g，则：5.00%x=5.02%（x-0.18），解得：x=45.18g．
故答案为：45.18．

点评 本题以电解池原理为载体考查了物质的量的有关计算、原电池正负极的判断等知识点，明确发生的电极反应及电子守恒是解答本题的关键，难度中等，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．