Question

7．（Ⅰ）如图1所示装置中，甲、乙两个烧杯分别依次盛放200mL饱和食盐水、足量的AgNO₃溶液，a、b、c、d四个电极均为石墨电极．接通电源，经过一段时间后，测得乙中d电极质量增加了2.16g．据此回答问题：

（1）电源的N端为负极；
（2）电极b上发生的电极反应为2H⁺+2e^?=H₂↑；
（3）电极c上生成的气体在标准状态下的体积：0.112L；
（4）甲溶液的氢氧根离子浓度为0.1mol/L（设溶液体积仍为200mL）；
（5）欲在丙烧杯中实现铁的表面镀上一层铜，则电解质溶液为ZnCl₂f电极的电极反应式为Zn²⁺+2e^-=Zn
（Ⅱ）依据反应：2Ag⁺（aq）+Cu（s）═Cu²⁺（aq）+2Ag（s）设计的原电池如图甲所示．
①电极X的材料是Cu
②在电池放电过程中，盛有饱和KCl琼脂溶胶的盐桥中，向CuSO₄溶液一端扩散的离子是Cl^-（填离子符号）

Answer 1

分析 I．测得乙中d电极质量增加了2.16g，则d电极发生Ag⁺+e^-=Ag，所以d电极为阴极，N为电源的负极，乙中阳极为c，发生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，甲中b为阴极，发生2H⁺+2e^?=H₂↑，a为阳极，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气；并结合电镀原理及电子守恒计算解答．
II．根据反应“2Ag⁺（aq）+Cu（s）═Cu²⁺（aq）+2Ag（s）”分析，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，则正极为活泼性较Cu弱的Ag，Ag⁺在正极上得电子被还原，电解质溶液为AgNO₃ ，原电池中，阴离子向负极移动，由此分析解答．

解答 解：I．（1）测得乙中d电极质量增加了2.16g，则d电极发生Ag⁺+e^-=Ag，所以d电极为阴极，N为电源的负极，故答案为：负；
（2）电解食盐水，b为阴极，发生2H⁺+2e^?=H₂↑，故答案为：2H⁺+2e^?=H₂↑；
（3）乙中d电极质量增加了2.16g，为银的质量，其物质的量为0.02mol，则转移电子为0.02mol，c电极上发生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，由电子守恒可知4Ag～O₂↑，则气体的体积为0.02mol×$\frac{1}{4}$×22.4L/mol=0.112L，
故答案为：0.112L；
（4）由电子守恒可知2NaOH～2e^-～2Ag，n（NaOH）=n（Ag）=0.02mol，则c（NaOH）=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，故答案为：0.1mol/L；
（5）丙烧杯中实现铁的表面镀上一层锌，则电解质溶液为ZnCl₂，e为Zn，f电极为阴极，其电极反应式为Zn²⁺+2e^-=Zn，
故答案为：ZnCl₂；Zn²⁺+2e^-=Zn；
II．①由反应“2Ag⁺（aq）+Cu（s）═Cu²⁺（aq）+2Ag（s）”可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，电极X的材料是Cu，
故答案为：Cu；
②盐桥中装有含琼胶的KNCl饱和溶液，则盐桥中Cl^-移向负极，即Cl^-向Cu（NO₃）₂溶液移动，故答案为：Cl^-．

点评 本题考查电解原理、原电池的设计及工作原理，注意电极反应式的书写方法，牢固掌握原电池中电极的判断，明确惰性电极电解时离子的放电顺序及发生的电极反应即可解答，注意转移的电子守恒计算，题目难度中等．