Question

A、B、C三種強電解質，它們溶于水在水中電離出的陽離子有K⁺、Ag⁺，陰離子有NO₃^-、OH^-（電解質電離的離子有重復）．
圖1裝置中，甲、乙、丙三個燒杯中依次盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，電極均為鉑電極．接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得甲中b電極質量增加了43.2g．常溫下各燒杯中溶液pH與電解時間t關系如圖2．請回答下列問題：
（1）寫出三種強電解質的化學式：A

AgNO₃

；B

KNO₃

；C

KOH

．
（2）寫出乙燒杯c電極發(fā)生的電極反應為

4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

，甲燒杯中的總反應的化學方程式為

4AgNO₃

電解  .

4Ag+O₂↑+4HNO₃

．
（3）計算丙燒杯e電極上生成的氣體在標準狀況下的體積為

2.24L

，甲燒杯中溶液體積為400ml，pH=

0

．
（4）要使甲燒杯中的A溶液恢復到電解前的狀態(tài)，需要加入的物質是

Ag₂O

，其質量為

46.4g

．
（5）若直流電源使用的是鉛蓄電池，鉛蓄電池的正極材料是PbO₂，負極材料是Pb，電解質溶液時H₂SO₄，則放電時N級上發(fā)生的電極反應為

Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄

，M級附近溶液的pH

升高

（選填“升高”或“降低”或“不變”）．鉛蓄電池充電時，若陽極和陰極之間用陽離子交換膜（只允許H⁺通過）隔開，則當外電路通過0.2mol電子時，由陽極室通過陽離子交換膜進入陰極室的陽離子有

0.2

mol．

Answer 1

分析：A、B、C三種強電解質，它們溶于水在水中電離出的陽離子有K⁺、Ag⁺，陰離子有NO₃^-、OH^-（電解質電離的離子有重復）．
接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得甲中b電極質量增加了43.2克，說明b電極是陰極，連接b電極的電源電極為負極，即M為電源正極，N為電源負極；根據(jù)離子的放電順序及圖2可知，甲中pH減小，則A為AgNO₃，乙中pH不變，則B為KNO₃，丙中pH增大，且pH＞7，則C為KOH，結合離子的放電順序及電極反應來解答．

解答：解：A、B、C三種強電解質，它們溶于水在水中電離出的陽離子有K⁺、Ag⁺，陰離子有NO₃^-、OH^-（電解質電離的離子有重復）．
接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得甲中b電極質量增加了43.2克，說明b電極是陰極，連接b電極的電源電極為負極，即M為電源正極，N為電源負極；根據(jù)離子的放電順序及圖2可知，甲中pH減小，則A為AgNO₃，乙中pH不變，則B為KNO₃，丙中pH增大，且pH＞7，則C為KOH，
（1）由上述分析可知，A為AgNO₃，B為KNO₃，C為KOH，故答案為：AgNO₃；KNO₃；KOH；
（2）c為陽極，氫氧根離子放電，則乙燒杯c電極發(fā)生的電極反應為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，甲中銀離子和氫氧根離子放電，總反應為4AgNO₃

電解  .

4Ag+O₂↑+4HNO₃，
故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；4AgNO₃

電解  .

4Ag+O₂↑+4HNO₃；
（3）丙燒杯e電極上發(fā)生4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，甲中b電極發(fā)生Ag⁺+e^-=Ag，由電子守恒可知4Ag～O₂↑，n（Ag）=

43.2g

108g/mol

=0.4mol，則n（O₂）=0.1mol，其標況下的體積為0.1mol×22.4L/mol=2.24L，n（H⁺）=n（OH^-）=0.4mol，則c（H⁺）=

0.4mol

0.4L

=1mol/L，所以pH=0，故答案為：2.24L；0；        
（4）由甲中總反應為4AgNO₃

電解  .

4Ag+O₂↑+4HNO₃，則由電子守恒可知應加入0.2molAg₂O恢復原樣，其質量為0.2mol×232g/mol=46.4g，
故答案為：Ag₂O；46.4g；
（5）鉛蓄電池的正極材料是PbO₂，負極材料是Pb，電解質溶液時H₂SO₄，放電Pb為負極，負極（N極）反應為Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，正極（M極）反應為PbO₂+2e^-+SO₄^2-+4H⁺=PbSO₄+2H₂O，顯然氫離子濃度減小，pH升高，充電時，2H⁺～2e^-，當外電路通過0.2mol電子時，由陽極室通過陽離子交換膜進入陰極室的陽離子有0.2mol，
故答案為：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄；升高；0.2．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，明確甲中b電極質量增加是解本題的關鍵，熟悉離子的放電順序及發(fā)生的電極反應即可解答本題，題目難度不大．