银锌碱性蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置．电池放电时的反应原理是：Zn+Ag 2 O+H 2 O=2Ag+Zn（OH
银锌碱性蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置．电池放电时的反应原理是：Zn+Ag 2 O+H 2 O=2Ag+Zn（OH） 2 ． 现用该蓄电池电解c（NO 3 - ）=6mol•L -1 的KNO 3 和Cu（NO 3 ） 2 的混合溶液500mL，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况）（电解池的电极均为石墨电极）． 回答下列问题： （1）银锌碱性蓄电池的正极反应式为______． （2）电解过程中，阳极反应式为______；阴极反应式为______． （3）上述电解过程中共转移电子总数______． （4）电解得到的Cu的质量为______． （5）原混合溶液中c（K + ）为______． （6）电解后溶液中c（H + ）______4mol/L（选填“＜”“=”“＞”）． |
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（1）该原电池中，较活泼的金属锌失电子作负极，氧化银作正极，正极上氧化银得电子和水反应生成银和氢氧根离子，电极反应式为：Ag 2 O+H 2 O+2e - =2Ag+2OH - ．
故答案为：Ag 2 O+H 2 O+2e - =2Ag+2OH - ．
（2）电解过程中，阳极上氢氧根放电生成氧气和水，4OH - -4e - =2H 2 O+O 2 ↑；阴极上先是铜离子放电生成铜，当铜离子完全析出时，氢离子放电生成氢气，电极反应式为Cu 2+ +2e - =Cu，2H + +2e - =H 2 （或4H 2 O+4e - =2H 2 +4OH - ）．
故答案为：4OH - -4e - =2H 2 O+O 2 ↑；Cu 2+ +2e - =Cu，2H + +2e - =H 2 （或4H 2 O+4e - =2H 2 +4OH - ）．
（3）电解过程中，阳极上失电子，阴极上得电子，根据氧气与转移电子之间的关系式计算．
设转移电子为X．
4OH - -4e - =2H 2 O+O 2 ↑；
4N A 22.4L
X22.4L
X=4N A
故答案为4N A ．
（4）氢氧根离子失去4N A 电子析出22.4L氧气转移电子，氢离子得到2N A 电子析出22.4L氢气，所以铜离子得到2N A
电子析出铜单质．
设铜单质的质量是y．
Cu 2+ +2e - =Cu
2N A 64g
2N A y
y=64g．
故答案为64g．
（5）铜的质量是64g，其物质的量是1mol，则C（Cu 2+ ）=
1mol
0.5L =2mol/L，c（NO 3 - ）=6mol•L -1 ；设钾离子的物质的量浓度为z，根据溶液呈电中性，溶液中阴阳离子所带电量相等得，2C（Cu 2+ ）+C（K+）=c（NO 3 - ），所以
C（K+）=c（NO 3 - ）-2C（Cu 2+ ）=2mol/L．
故答案为：2 mol•L -1 ．
（6）根据4OH - -4e - =2H 2 O+O 2 ↑知，生成22.4L氧气需要氢氧根离子4mol，根据2H + +2e - =H 2 ↑知，生成22.4L氢气需要氢离子2mol，水电离出的氢离子和氢氧根离子个数相同，所以溶液中氢离子的物质的量是2mol，电解过程中溶液的体积减小，所以c（H + ）＞
2mol
0.5L =4mol/L．
故答案为＞．
故答案为：Ag 2 O+H 2 O+2e - =2Ag+2OH - ．
（2）电解过程中，阳极上氢氧根放电生成氧气和水，4OH - -4e - =2H 2 O+O 2 ↑；阴极上先是铜离子放电生成铜，当铜离子完全析出时，氢离子放电生成氢气，电极反应式为Cu 2+ +2e - =Cu，2H + +2e - =H 2 （或4H 2 O+4e - =2H 2 +4OH - ）．
故答案为：4OH - -4e - =2H 2 O+O 2 ↑；Cu 2+ +2e - =Cu，2H + +2e - =H 2 （或4H 2 O+4e - =2H 2 +4OH - ）．
（3）电解过程中，阳极上失电子，阴极上得电子，根据氧气与转移电子之间的关系式计算．
设转移电子为X．
4OH - -4e - =2H 2 O+O 2 ↑；
4N A 22.4L
X22.4L
X=4N A
故答案为4N A ．
（4）氢氧根离子失去4N A 电子析出22.4L氧气转移电子，氢离子得到2N A 电子析出22.4L氢气，所以铜离子得到2N A
电子析出铜单质．
设铜单质的质量是y．
Cu 2+ +2e - =Cu
2N A 64g
2N A y
y=64g．
故答案为64g．
（5）铜的质量是64g，其物质的量是1mol，则C（Cu 2+ ）=
1mol
0.5L =2mol/L，c（NO 3 - ）=6mol•L -1 ；设钾离子的物质的量浓度为z，根据溶液呈电中性，溶液中阴阳离子所带电量相等得，2C（Cu 2+ ）+C（K+）=c（NO 3 - ），所以
C（K+）=c（NO 3 - ）-2C（Cu 2+ ）=2mol/L．
故答案为：2 mol•L -1 ．
（6）根据4OH - -4e - =2H 2 O+O 2 ↑知，生成22.4L氧气需要氢氧根离子4mol，根据2H + +2e - =H 2 ↑知，生成22.4L氢气需要氢离子2mol，水电离出的氢离子和氢氧根离子个数相同，所以溶液中氢离子的物质的量是2mol，电解过程中溶液的体积减小，所以c（H + ）＞
2mol
0.5L =4mol/L．
故答案为＞．
1年前
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