Question

A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子为Na⁺、Ag⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Cl^-，在如图1所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液，电极均为石墨电极．接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8克．常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示．据此回答下列问题：
（1）M为电源的

 

极（填写“正”或“负”），甲、乙两个烧杯中的电解质分别为

 

、

 

（填写化学式）．
（2）计算电极f上生成的气体在标准状况下体积为

 

L．
（3）写出乙烧杯中的电解反应方程式：

 

（4）若电解后甲溶液的体积为10L，则该溶液的pH为

 

．

Answer 1

考点：电解原理,常见离子的检验方法

专题：电化学专题

分析：（1）氯离子和硫酸根离子都和银离子反应生成沉淀，所以三种强电解质中应该一种是硝酸银，根据电解过程中pH变化知，甲是氯化钠、丙是硫酸钠、乙是硝酸银，电解时c电解质量增加，说明c电极是阴极d电极是阳极，阴极连接原电池负极，阳极连接原电池正极；
（2）f电极是阳极，电解硫酸钠溶液时，阳极上氢氧根离子放电，根据氧气和转移电子的关系计算；
（3）乙是硝酸银，电解硝酸银时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上银离子放电；
（4）电解甲时，阴极上氢离子放电，阳极上氯离子放电，根据转移电子和氢氧根离子的关系计算氢氧根离子浓度，再结合水的离子积常数计算氢离子浓度，从而确定溶液的pH．

解答： 解：（1）氯离子和硫酸根离子都和银离子反应生成沉淀，所以三种强电解质中应该一种是硝酸银，根据电解过程中pH变化知，甲是氯化钠、丙是硫酸钠、乙是硝酸银，电解时c电解质量增加，说明c电极是阴极d电极是阳极，则M是负极，故答案为：负；NaCl；AgNO₃；
（2）f电极是阳极，电解硫酸钠溶液时，阳极上氢氧根离子放电，c电极质量增加了10.8克银，转移电子的物质的量=

10.8g

108g/mol

×1=0.1mol，串联电路中转移电子相等，所以析出氧气体积=

0.1mol

4

×22.4L/mol=0.56L，
故答案为：0.56L；
（3）乙是硝酸银，电解硝酸银时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上银离子放电，电池反应式为：4AgNO₃+2H₂O

电解  .

4Ag+O₂↑+4HNO₃，
故答案为：4AgNO₃+2H₂O

电解  .

4Ag+O₂↑+4HNO₃；
（4）甲电池反应式为：2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，根据氢氧化钠和转移电子之间的关系式得c（NaOH）=

0.1mol 2 ×2

10L

=0.01mol/L，c（H⁺）=

10-14

0.01

mol/L=10^-12 mol/L，所以pH=12，故答案为：12．

点评：本题以电解原理为载体考查了离子共存、盐的性质、pH的计算等知识点，根据电解过程中pH变化及离子共存确定电解质溶液，再结合转移电子相等进行计算，题目难度中等．