Question

A、B、C三種強電解質(zhì)，它們在水中電離出的離子如下表所示：

陽離子	Ag+   Na+
陰離子	NO3-  SO42-   Cl-

如圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放足量的A、B、C三種溶液，電極均為石墨電極．
接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得乙中C電極質(zhì)量增加了27克．常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關(guān)系圖如圖1．據(jù)此回答下列問題：

（1）M為電源的

負

極（填“正”或“負”）；甲、乙電解質(zhì)分別為

NaCl

、

AgNO₃

（填化學(xué)式）．
（2）寫出甲燒杯中反應(yīng)的化學(xué)方程式

2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑

．
（3）有人設(shè)想用圖2所示原電池為直流電源完成上述電解．則鋅電極相當(dāng)于直流電源的

M

（填“M”或“N”）極．
（4）有人設(shè)想用圖3所示裝置做直流電源，不僅可以完成電解也能將氣體SO₂ 轉(zhuǎn)化為重要化工原料．該設(shè)想中負極的電極反應(yīng)式為

SO₂+2H₂O-2e^-═4H⁺+SO₄^2-

．

Answer 1

分析：（1）接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得乙中C電極質(zhì)量增加了27克，說明C電極是陰極，連接C電極的電源電極為負極；C電極上質(zhì)量增加，析出金屬單質(zhì)，所以乙裝置中含有銀離子，電解乙裝置中電解質(zhì)溶液，溶液的pH值減小，所以陽極上析出氫氧根離子，根據(jù)離子的放電順序判斷電解質(zhì)；電解時，甲裝置中溶液的pH值增大，說明陰極上氫離子放電，陽極上放電能力比氫氧根離子強的離子放電，據(jù)此判斷電解質(zhì)．
（2）電解氯化鈉溶液時，陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電，同時生成氫氧化鈉，寫出相應(yīng)的電池反應(yīng)式．
（3）圖2所示原電池中，較活潑的金屬作負極，所以鋅作負極．
（4）圖3所示裝置，原電池中負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以二氧化硫在負極上發(fā)生氧化反應(yīng)，被氧化生成硫酸根離子．

解答：解：（1）接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得乙中C電極質(zhì)量增加了27克，說明C電極是陰極，所以連接陰極的電極M是原電池的負極；電解時，甲裝置中溶液的pH值增大，說明陽極上是放電能力大于氫氧根離子的離子放電，根據(jù)表格知，為氯離子，氯離子和銀離子能生成沉淀，所以甲裝置電解質(zhì)溶液是氯化鈉溶液；電解時，裝置乙中pH值減小，說明陽極上是氫離子放電，溶液中含有的陰離子是含氧酸根離子，陰極上析出金屬，所以含有銀離子，該電解質(zhì)溶液是硝酸銀溶液．
故答案為：負；NaCl、AgNO₃．  
（2）電解氯化鈉時，陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電，同時生成氫氧化鈉，
電池反應(yīng)式為：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
故答案為：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（3）圖2裝置中，較活潑的金屬鋅作負極，所以相當(dāng)于M極．
故答案為：M．                    
（4）圖3裝置中，負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以負極上的電極反應(yīng)式為：
SO₂+2H₂O-2e^-═4H⁺+SO₄^2-．
故答案為：SO₂+2H₂O-2e^-═4H⁺+SO₄^2-．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，明確“C電極上質(zhì)量的變化”的意思是解本題的關(guān)鍵，根據(jù)原電池和電解質(zhì)各電極上發(fā)生反應(yīng)的類型即可解答本題，難度不大．