Question

16．如圖所示的實驗裝置，丙為用淀粉碘化鉀和酚酞混合溶液潤濕的濾紙，m、n為夾在濾紙兩端的鉑夾．丁為直流電源，x、y為電源的兩極．G為電流計，電極均為石墨電極．閉合K₂、斷開K₁，一段時間后，A、B兩極產(chǎn)生的氣體體積之比為2：1，回答下列問題：
（1）M溶液可能是ABC（填序號）．
A．KNO₃溶液　B．Ba（OH）₂溶液　C．H₂SO₄溶液
D．NaCl溶液　E．CuSO₄溶液
（2）C極的電極反應(yīng)式為Ag⁺+e^-=Ag．
（3）若乙池中AgNO₃溶液電解后體積為100mL，測得溶液的pH=1，則乙池中C極析出的固體質(zhì)量為1.08g．
（4）繼續(xù)電解一段時間后，甲池中A、B極均部分被氣體包圍，此時閉合K₁，斷開K₂，發(fā)現(xiàn)A、B極的管內(nèi)氣體體積減少，且電流計G指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則A極電極反應(yīng)式為H₂+2OH^--2e^-═2H₂O．

Answer 1

分析 A、B兩極產(chǎn)生的氣體體積之比為2：1，則A電極上生成氫氣，B電極上生成氧氣，所以A為陰極，B為陽極，x為正極，y為負極，
（1）電解M的溶液實質(zhì)上是電解水，可為強堿溶液或活潑金屬的含氧酸鹽等；
（2）C與負極相連，為陰極，銀離子得電子生成Ag；
（3）由乙池中AgNO₃溶液電解后體積為100mL，測得溶液的pH=1，則生成氫離子得物質(zhì)的量為0.1L×0.1mol/L=0.01mol，根據(jù)得失電子守恒結(jié)合電極反應(yīng)式計算；
（4）此時閉合K₁，斷開K₂，發(fā)現(xiàn)A、B極的管內(nèi)氣體體積減少，若M溶液為KOH溶液，甲中形成燃料電池，A上氫氣失電子生成水．

解答 解：（1）電解KNO₃溶液、Ba（OH）₂溶液、H₂SO₄溶液實際上是電解水，電解NaCl溶液是電解NaCl和水，電解CuSO₄溶液是電解CuSO₄和水，所以只有ABC符合；
故答案為：ABC；
（2）C與負極相連，為陰極，陰極上銀離子得電子生成Ag，電極方程式為：Ag⁺+e^-=Ag；故答案為：Ag⁺+e^-=Ag；
（3）由乙池中AgNO₃溶液電解后體積為100mL，測得溶液的pH=1，則生成氫離子得物質(zhì)的量為0.1L×0.1mol/L=0.01mol，又C極反應(yīng)為Ag⁺+e^-=Ag，所以
析出的固體質(zhì)量為0.01mol×108g/mol=1.08g，故答案為：1.08；
（4）此時閉合K₁，斷開K₂，發(fā)現(xiàn)A、B極的管內(nèi)氣體體積減少，若M溶液為KOH溶液，甲中形成燃料電池，A上氫氣失電子生成水，則A的電極反應(yīng)為：H₂+2OH^--2e^-═2H₂O；
故答案為：H₂+2OH^--2e^-═2H₂O．

點評 本題綜合考查原電池和電解池知識，是高考中的常見題型和重要的考點之一，屬于中等難度的試題，題目有利于培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，也有助于培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和發(fā)散思維能力，注意根據(jù)電解現(xiàn)象判斷陰陽極和正負極．