Question

在下图中，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 mol·L^-1 AgNO₃溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 mol·L^-1 CuCl₂溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g，则：

(1)电源E为__________极，F为__________极。

(2)A极的电极反应式为_______________________，析出物质__________mol。

(3)B极的电极反应式为_______________________，析出气体__________mL(标准状况)。

(4)C极的电极反应式为_______________________，析出物质__________mol。

(5)D极的电极反应式为_______________________，析出气体__________mL(标准状况)。

(6)甲烧杯中滴入石蕊试液，__________附近变红，如果继续电解，在甲烧杯中最终得到__________溶液。

Answer 1

解析：本题是以电解知识为依托的综合性较强的题目。由于有外接直流电源，所以装置甲、乙均为电解池，两个电解池的关系为串联。电解一段时间后，A极比C极重。故A极上必有Ag析出，由于Ag⁺在A级上获得电子发生了还原反应，故A极为电解池的阴极，在电解池中阴极与外接直流电源的负极相连，故E极为负极，F极为正极。根据电解池甲、乙的串联关系，可进一步得出A、B、C、D依次为阴极、阳极、阴极、阳极。电极反应依次为：A极：4Ag⁺+4e^-4Ag，B极：4OH^--4e^-2H₂O+O₂↑，C极：Cu²⁺+2e^-Cu，D极：2Cl^--2e^-Cl₂↑，由于串联时各电极上流过的电量是相同的，假设电路中均通过4 mol电子，则A极上生成4 mol Ag，B极上生成1 mol O₂，C极上生成2 mol Cu，D极上生成2 mol Cl₂，这样便可得出一个关系式：4e^-—4Ag—O₂—2Cu—2Cl₂，A极比C极重：4 mol×108 g·mol^-1-2 mol×64 g·mol^-1=304 g，根据A极比C极重1.9 g，可列出比例式求出反应生成的Ag和Cu的物质的量：

n(Ag)= ×4 mol=0.025 mol，n(Cu)=0.012 5 mol，n(O₂)=0.006 25 mol，n(Cl₂)=0.012 5 mol。电解时甲池随着B极附近水电离产生的OH^-的不断消耗，H⁺的物质的质量逐渐增大，所以滴入石蕊试液后B极附近变红，而A极上Ag⁺不断得到电子析出Ag，故在甲烧杯中最终得到HNO₃溶液。

答案：(1)负；正  (2)4Ag⁺+4e^-4Ag；0.025

(3)4OH^--4e^-2H₂O+O₂↑；140

(4)Cu²⁺+2e^-Cu；0.0125

(5)2Cl^--2e^-Cl₂↑；280 

(6)B；HNO₃