题目内容
【题目】从下表的阴、阳离子中选出适当的离子组成三种电解质(每种离子只能选用一次),用惰性电极对每种电解质溶液进行电解。回答下列问题:
阳离子 | H+、Na+、Ag+ |
阴离子 | Cl-、SO42-、NO3- |
(1)若阴极放出氢气,阳极放出氧气,且电解后溶液的pH变小,则所选用的电解质的化学式是___________,阴极的电极反应式为___________。
(2)若阴极析出金属,阳极放出氧气,则所选用的电解质的化学式是___________,阳极的电极反应式为_______________________________________________________________。
(3)用如图所示装置电解第三种电解质M的饱和溶液,写出该电解池中发生反应的总化学方程式:____________________________。
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【答案】 H2SO4 2H++2e-=H2↑ AgNO3 4OH--4e-=O2↑+2H2O(或2H2O--4e-=O2↑+4H+) NaCl+H2O
NaClO+H2↑
【解析】试题分析:本题考查用惰性电极电解电解质溶液的规律,电极反应式和电解总方程式的书写。由于AgCl难溶于水、Ag2SO4微溶于水,Ag+只能与NO3-形成电解质溶液。
(1)阳离子放电顺序为Ag+
H+
Na+,阴离子的放电顺序为Cl-
OH-
含氧酸根。若阴极放出H2,阳极放出O2,本质上电解水,电解质溶液不可能为AgNO3溶液、电解质溶液中不可能有Cl-,由于每种离子只能选用一次,电解质溶液可能为H2SO4、Na2SO4;电解后溶液的pH变小的电解质的化学式为H2SO4;阴极的电极反应式为2H++2e-=H2↑。
(2)若阴极析出金属,阳极放出O2,所选电解质为不活泼金属的含氧酸盐,则所选电解质的化学式为AgNO3。阳极为OH-放电,阳极电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O。
(3)由于每种离子只能选用一次,则第三种电解质溶液为NaCl溶液,在电解池中Fe为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-;石墨为阳极,阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,电解反应为2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,阳极生成的Cl2与阴极生成的NaOH发生反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,将两反应相加得电解池中发生反应的总化学方程式为NaCl+H2O
NaClO+H2↑。