Question

电解装置如下图所示。图中B装置盛1 L 2 mol·L^-1Na₂SO₄溶液，A装置中盛1 L 2 mol·L^-1AgNO₃溶液。通电后，润湿的淀粉KI试纸的C端变蓝色。电解一段时间后，试回答：

(1)A中发生反应的化学方程式为                                            。

(2)在B中观察到的现象是                                                  。

(3)室温下，若从电解开始到电间为t时，A、B装置中共收集到0.168 L(标准状况)气体。若电解过程中无其他副反应发生，且溶液体积变化忽略不计，则在t时，A的溶液的pH为     。

Answer 1

解析：湿润淀粉碘化钾试纸C点变蓝，说明C点有单质碘生成，即碘离子被氧化成单质碘，故C极为阳极，D极为阴极；根据电流方向，可判断阳极还有Cu、Pt，阴极还有石墨和Fe。

A中：Fe极上的电极反应为：Ag⁺+e^-Ag,Pt极上的电极反应为：4OH^--4e^-O₂↑+2H₂O

总的电池反应为：4AgNO₃+2H₂O4Ag↓+O₂↑+4HNO₃

B中：Cu极上的电极反应：Cu-2e^-Cu²⁺,石墨上发生的电极反应：2H⁺+2e^-H₂↑

总的电池反应为(Na₂SO₄作电解质)

Cu+2H₂OH₂↑+Ca(OH)₂

所以A中发生反应的化学方程式为：

4AgNO₃+2H₂O4Ag↓+O₂↑+4HNO₃

B中观察到的现象，Cu棒周围开始时变蓝色，石墨上有气泡产生，一段时间后，U形管B的底部有沉淀。

电解一段时间，A、B装置共收集到0.168 L气体(标准状况)，该气体的物质的量为7.5×10^-3mol，且是H₂、O₂的混合气体，由于是串联电路，故流过线路上的电子的物质的量相同，所以氢气和氧气的物质的量之比为2∶1，即H₂为5.0×10^-3mol，O₂为2.5×10^-3mol。

根据关系式：

  O₂↑      +      4HNO₃

1 mol                4 mol

2.5×10^-3mol  1.0×10^-2 mol

所以A装置在t时，［HNO₃］=1.0×10^-2mol·L^-1。A装置中溶液的pH为2。

答案：(1)4AgNO₃+2H₂O4Ag↓+O₂↑+4HNO₃

(2)Cu棒周围开始时变蓝色，石墨上有气泡产生，一段时间后，U形管B的底部有沉淀

(3)2