Question

9．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．请回答下列问题．
（1）直流电源中，N为负极．
（2）AgNO₃溶液的浓度不变（填增大、减小或不变．下同），H₂SO₄溶液的pH减小，若要硫酸恢复成原溶液需加入H₂O
（3）Pt电极上生成的物质是银，其质量为2.16g．

Answer 1

分析 根据题意知，电解稀硫酸时，实际上电解的是水，在c、d两极上共收集到336mL并且c少d多，则c收集的为氧气，d收集的为氢气，所以c为阳极，d为阴极，所以M为正极，N为负极，活性电极Ag作阳极，Pt电极作阴极即a作阳极，b为阴极；
（1）根据以上分析确定N的电极；
（2）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；电解稀硫酸时，实际上电解的是水，根据硫酸的浓度确定溶液pH值的变化；
（3）电解池阴极上析出银，根据转移电子数计算生成银的质量．

解答 解：根据题意知，电解稀硫酸时，实际上电解的是水，在c、d两极上共收集到336mL并且c少d多，则c收集的为氧气，d收集的为氢气，所以c为阳极，d为阴极，所以M为正极，N为负极，活性电极Ag作阳极，Pt电极作阴极即a作阳极，b为阴极；
（1）根据以上分析，N为负极；
故答案为：负；
（2）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；电解稀硫酸溶液时，阴极发生2H⁺+2e^-═H₂↑，阳极发生4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，实际上电解的是水，溶液中的溶质不变，溶剂减少，导致稀硫酸的浓度增大，溶液的pH值减小；若要硫酸恢复成原溶液需加入H₂O；
故答案为：不变；减小；H₂O；
（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{\;电解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，根据方程式知，生成氢气的体积占总体积的$\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：银； 2.16．

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，题目难度中等．