Question

14．金属冶炼和金属化合物处理常涉及氧化还原反应．
（1）若用惰性电极电解饱和NaCl溶液一段时间当阳极产生56mL（标准状况下）气体，电解后溶液体积为500mL时，求所得溶液在25℃时的pH=12．
（2）利用反应2Cu+O₂+2H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O可以制备CuSO₄，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O．
（3）如图为电解精炼银的示意图，a（填a或b）极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）电解饱和食盐水的电解原理是2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，根据方程式计算生成的氢氧化钠，再求溶液的pH；
（2）根据原电池原理，正极发生的是化合价降低得电子的反应；
（3）电解精炼银时，粗银作阳极，若b极有少量红棕色气体生成，则b电极上硝酸根离子得电子生成二氧化氮．

解答 解：（1）电解饱和食盐水的电解原理是2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，阳极产生56mL（标准状况下）气体，
该气体为氯气，其物质的量为：$\frac{0.056L}{22.4L/mol}$=0.0025mol，所以根据方程式生成氢氧化钠为0.005mol，所以氢氧化钠物质的量浓度$\frac{0.005mol}{0.5L}$=0.01 mol/l，
所以溶液的pH=12；
故答案为：12；
（2）原电池正极发生的是化合价降低得电子的反应，根据方程式可知是O₂得电子，另外，由于H₂SO₄存在，所以发生的O₂酸性条件下的电极反应：4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O，故答案为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
（3）电解精炼时，粗银做阳极，所以粗银是a极；b电极是阴极，发生还原反应，生成了红棕色气体是NO₂，电极反应：NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O，
故答案为：a；NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O．

点评 本题考查了原电池和电解池的原理，明确原电池原理和电解池溶液中阴阳离子的放电顺序是解本题的关键，注意：如果活泼金属作电解池阳极时，阳极上金属失电子而不是溶液中阴离子失电子，为易错点．