Question

【題目】下圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極，電極c、d都是石墨電極。通電一段時間后，在c、d兩極上共收集到336 mL (標準狀況)氣體，且c、d兩極產生的氣體體積比為1∶2回答：

(1)直流電源中，M為__________極。

(2)Pt電極上生成的物質是________，其質量為_______g。

(3)電源輸出的電子，其物質的量與電極b、c、d分別生成的物質的物質的量之比為2∶_________∶_________∶_________。

(4)AgNO3溶液的濃度________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，AgNO3溶液的pH_________，硫酸的濃度______________________，硫酸的pH________。

(5)若硫酸的質量分數(shù)由5.00%變?yōu)?.02%，則原有5.00%的硫酸________g。

Answer 1

【答案】(1)正(2)Ag 2.16(3)2 1

(4)不變 不變 增大 減小(5)45.18

【解析】電解5.00%的稀硫酸溶液，實際上是電解其中的水。因此在該電解池中發(fā)生反應：2H2O2H2↑＋O2↑，V(H2)∶V(O2)＝2∶1。據(jù)此可確定d極產生氫氣為陰極，則電源的N極為負極，M極為正極。在336 mL氣體中，V(H2)＝×336 mL＝224 mL，為0.01 mol；V(O2)＝×336 mL＝112 mL，為0.005 mol。說明電路上有0.02 mol電子，因此在b極(Pt、陰極)產生Ag：0.02 mol×108 g·mol－1＝2.16 g，即0.02 mol的Ag。則n(e－)∶n(Ag)∶n(O2)∶n(H2)＝0.02∶0.02∶0.005∶0.01＝2∶2∶∶1。由Ag(陽)電極、Pt(陰)電極和AgNO3溶液組成的電解池，在通電一定時間后，在Pt電極上放電所消耗溶液中Ag＋的物質的量等于Ag電極被還原給溶液補充的Ag＋的物質的量，因此AgNO3溶液的濃度不變，溶液的pH也不變。電解5.00%的稀硫酸溶液時，由于其中的水發(fā)生電解，因此硫酸的濃度增大，H＋的濃度增大，故溶液的pH減小。設原5.00%的硫酸為x g，電解時消耗水0.01 mol×18 g·mol－1＝0.18 g，則5.00%x＝5.02%(x－0.18)，解得x＝45.18 g。