题目内容

【题目】用下图装置进行电解实验(a、b、c、d均为铂电极),供选择的有4组电解液,要满足下列要求:

组

A槽

B槽

1

NaCl

AgNO3

2

AgNO3

CuCl2

3

Na2SO4

AgNO3

4

NaOH

CuSO4

①工作一段时间后A槽pH上升,B槽的pH下降;

②b、c两极上反应的离子的物质的量相等。

(1)应选择的电解质是上述四组中的第________组。

(2)该组电解过程中各电极上的电极反应为:a极___b极____c极___ d极____

(3)当b极上析出7.1 g电解产物时,a极上析出产物的质量为________g;

【答案】第1组 4H++4e-=2H2↑ 2Cl--2e-=Cl2↑ Ag++e-=Ag 4OH--4e-=O2↑+2H2O 0.2g

【解析】

1组、A槽是电解氯化钠,氯化钠溶液pH增大,b电极是阳极,电极反应为:4Cl--4e-=2Cl2↑;B槽电解硝酸银溶液,溶液pH减小,c电极为阴极,电解反应为:4Ag++4e-=4Ag,根据电子守恒可以知道,b、c两极上反应的离子的物质的量相等;

2组、A槽是电解硝酸银,溶液pH减小,b电极是阳极,电极反应为: 4OH--4e-=2H2O+O2↑;B槽电解氯化铜溶液,溶液pH减小,c电极为阴极,电解反应为:Cu2++2e-= Cu,根据电子守恒可以知道,b、c两极上反应的离子的物质的量不相等;

3组、A槽是电解水,硫酸钠溶液pH不变,b电极是阳极,电极反应为: 4OH--4e-=2H2O+O2↑;B槽电解硝酸银溶液,溶液pH减小,c电极为阴极,电解反应式为:4Ag++4e-=4Ag,根据电子守恒可以知道,b、c两极上反应的离子的物质的量相等;
4组、电解氢氧化钠溶液实质是电解水,A槽是电解水,氢氧化钠溶液pH增大,b电极是阳极,电极反应式为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;B槽电解硫酸铜溶液,溶液pH减小,c电极为阴极,电解反应式为:Cu2++2e-= Cu,根据电子守恒可以知道,b、c两极上反应的离子的物质的量不相等。

(1)根据上述分析可以知道,符合条件的是第1组;因此答案是:1;
(2)第1组电解过程中各电极上的电极反应式为:a、4H++4e-=2H2↑;b、4Cl--4e-=2Cl2↑;c、4Ag++4e-=4Ag;d、4OH--4e-=2H2O+O2↑;
因此,本题正确答案是: 4H++4e-=2H2↑;b、4Cl--4e-=2Cl2↑;c、4Ag++4e-=4Ag;d、4OH--4e-=2H2O+O2↑;
(3)第1组中:a、4H++4e-=2H2↑;b、4Cl-4e-=2Cl2↑;当b极上析出7.1g即物质的量为0.1mol氯气时,a极上析出为氢气的物质的量为0.1mol,氢气的质量为0.1mol ×2g/mol=0.2g;答案:0.2g。

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