Question

下图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336 mL (标准状况)气体。回答：

(1)直流电源中，M为__________极。

(2)Pt电极上生成的物质是________，其质量为__________________________g。

(3)电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为2∶______∶______∶________。

(4)AgNO₃溶液的浓度________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，AgNO₃溶液的pH______，硫酸的浓度__________________________，硫酸的pH________。

(5)若硫酸的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的硫酸________g。

Answer 1

答案　(1)正　(2)Ag　2.16　(3)2　　1  (4)不变　不变　增大　减小　(5)45.18

解析　电解5.00%的稀硫酸溶液，实际上是电解其中的水。因此在该电解池中发生反应：2H₂O2H₂↑＋O₂↑，V(H₂)∶V(O₂)＝2∶1。据此可确定d极为阴极，则电源的N极为负极，M极为正极。在336 mL气体中，V(H₂)＝×336 mL＝224 mL，为0.01 mol；V(O₂)＝×336 mL＝112 mL，为0.005 mol。说明电路上有0.02 mol电子转移，因此在b极(Pt、阴极)产生Ag：0.02 mol×108 g·mol^－1＝2.16 g，即0.02 mol的Ag。则n(e^－)∶n(Ag)∶n(O₂)∶n(H₂)＝0.02∶0.02∶0.005∶0.01＝2∶2∶∶1。由Ag(阳)电极、Pt(阴)电极和AgNO₃溶液组成的电解池，在通电一定时间后，在Pt电极上放电所消耗溶液中Ag^＋的物质的量等于Ag电极被还原给溶液补充的Ag^＋的物质的量，因此AgNO₃溶液的浓度不变，溶液的pH也不变。电解5.00%的稀硫酸溶液时，由于其中的水发生电解，因此硫酸的浓度增大，H^＋的浓度增大，故溶液的pH减小。设原5.00%的硫酸的质量为x，电解时消耗水0.01 mol×18 g·mol^－1＝0.18 g，则5.00%x＝5.02%(x－0.18 g)，解得x＝45.18 g。