Question

13．A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如表所示：

阳离子	Ag+   Na+
阴离子	NO3-  SO42-   Cl-

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，测得乙中c电极质量增加了27g．常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间（t）的关系如图2．据此回答下列问题：

（1）M为电源的负极（填“正”或“负”），甲电解质为NaCl（填化学式）．
（2）写出丙烧杯中反应的化学方程式2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．
（3）有人设想用图3所示原电池为直流电源完成上述电解．则锌电极相当于直流电源的M（填“M”或“N”）极．
（4）有人设想用图4所示装置做直流电源，不仅可以完成电解也能将气体SO₂转化为重要化工原料．该设想中负极的电极反应式为SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-．
（5）以甲醇、空气，氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极，可构成燃料电池；已知该燃料电池的总反应式是：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O，该燃料电池发生反应时，正极区溶液的PH增大 （填“增大”，“减小”或“不变”）该电池的负极反应式为2CH₃OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+12H₂O．
（6）用上述燃料电池进行粗铜的精炼，粗铜应连接电源的正极，该粗铜精炼电解池的阴极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu．

Answer 1

分析 A、B、C三种强电解质，银离子只能和硝酸根离子形成可溶性物质，电解硝酸银溶液中溶液变为酸性，pH减小，所以B是硝酸银，甲中溶液PH变大，则该溶液为氯化钠溶液，即A为氯化钠，则C是硫酸钠；
（1）c电极上析出金属，则c为阴极，则M为负极，N为正极；
（2）电解硫酸钠溶液时，阴极上氢离子放电，阳极上氢氧根离子放电，实际上是电解水；
（3）该原电池中，易失电子发生氧化反应的金属作负极；
（4）二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子；
（5）碱性条件下，负极上甲醇失电子生成碳酸根离子，正极上氧气得电子生成氢氧根离子；
（6）电解精炼时粗铜作阳极，与正极相连，阴极阳离子得电子生成单质．

解答 解：A、B、C三种强电解质，银离子只能和硝酸根离子形成可溶性物质，电解硝酸银溶液中溶液变为酸性，pH减小，所以B是硝酸银，甲中溶液PH变大，则该溶液为氯化钠溶液，即A为氯化钠，则C是硫酸钠；
（1）c电极上析出金属，则c为阴极，则M为负极，N为正极，通过以上分析知，甲电解质为NaCl，故答案为：负；NaCl；
（2）电解硫酸钠溶液时，阴极上氢离子放电，阳极上氢氧根离子放电，实际上是电解水，电池反应式为2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，
故答案为：2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；
（3）该原电池中，易失电子发生氧化反应的金属作负极，铜作正极，所以锌电极相当于直流电源M极，故答案为：M；
（4）二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子，电极反应式为SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-，故答案为：SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-；
（5）碱性条件下，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，所以正极区溶液的pH增大，负极上甲醇失电子生成碳酸根离子，所以负极的电极反应式为：2CH₃OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+12H₂O，
故答案为：增大；2CH₃OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+12H₂O；
（6）电解精炼时粗铜作阳极，与正极相连，阴极铜离子得电子生成铜单质，则阴极上电极反应式为：Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案为：正；Cu²⁺+2e^-=Cu．

点评 本题考查了原电池和电解池原理，根据电解过程中溶液pH变化及离子共存确定电解质ABC，再结合原电池原理来分析解答即可，难点的电极反应式的书写，要结合电解质溶液的酸碱性书写，为易错点．