Question

1．用碱性锌锰电池做电源进行电解实验，装置如图．图中A装置中盛1L2mol/LAgNO₃溶液，B装置盛1L2mol/LNa₂SO₄溶液，C和D为润湿的淀粉KI试纸的两端．通电后电解一段时间后，润湿的淀粉KI试纸的C端变蓝色．试回答：
（1）碱性锌锰电池中，MnO₂参与的电极反应方程式为：MnO₂+H₂O+e^-=MnOOH+OH^-；
（2）B装置中石墨电极上发生的反应的化学方程式为：2H⁺+2e^-=H₂↑或2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，在B装置中观察到的现象是石墨上产生气泡，Cu电极溶解，溶液中产生蓝色沉淀；
（3）室温下，若从电解开始到时间为t时，A、B装置中共收集到气体0.168L（标准状况），若电解过程中无其他副反应发生，且溶液体积变化忽略不计，则在t时，A中溶液的pH为2．

Answer 1

分析 （1）由碱性锌锰干电池的电池反应式可知，Zn作负极，MnO₂得电子作正极，生成MnOOH，由电荷守恒可知还生成OH^-，由元素守恒可知，还有水参与反应；
（2）B中盛有饱和Na₂SO₄溶液，Cu为阳极，阳极生成铜离子，阴极生成氢气，溶液生成氢氧化铜沉淀；
（3）A、B装置中共收集到标准状况下的气体0.168L，应分别为氧气和氢气，则氧气为0.168L×$\frac{1}{3}$=0.056L，n（0₂）=$\frac{0.056L}{22.4L/mol}$=0.0025mol，转移电子0.01mol，根据电子转移数与氢离子关系解答该题．

解答 解：（1）碱性锌锰干电池中Zn作负极，则MnO₂作正极得电子，其电极反应式应为MnO₂+H₂O+e^-=MnOOH+OH^-．
故答案为：MnO₂+H₂O+e^-=MnOOH+OH^-；
（2）B中盛有饱和Na₂SO₄溶液通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色，说明生成碘，发生氧化反应，则C为阳极，D为阴极，B中盛有饱和Na₂SO₄溶液，Cu为阳极，石墨为阴极，氢离子得电子生成氢气，电极方程式为2H⁺+2e^-=H₂↑或2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，阳极生成铜离子，Cu极周围变蓝色，阴极生成氢气，溶液生成氢氧化铜沉淀，
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑或2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；石墨上产生气泡，Cu电极溶解，溶液中产生蓝色沉淀；
（3）A、B装置中共收集到标准状况下的气体0.168L，应分别为氧气和氢气，则氧气为0.168L×$\frac{1}{3}$=0.056L，n（0₂）=$\frac{0.056L}{22.4L/mol}$=0.0025mol，转移电子0.01mol，
A中盛有AgNO₃溶液，电解时生成硝酸，n（H⁺）=n（e^-）=0.01mol，则c（H⁺）=$\frac{0.01mol}{1L}$=0.01mol/L，则pH=2，
故答案为：2．

点评 本题综合考查电解原理，侧重于考查学生综合运用电解知识的能力，题目难度中等，注意把握电解规律，能正确判断电极方程式．