Question

如圖裝置中，b電極用金屬M制成，a、c、d為石墨電極，接通電源，金屬M沉積于b極，同時d電極上產生氣泡．

試回答：
（1）a為

 

極（填電極名稱），a極上可觀察到的現(xiàn)象是

 

，c極的電極反應式為

 

，
（2）電解開始時，在B燒杯的中央，滴幾滴淀粉溶液，你能觀察到的現(xiàn)象是：

 

，電解進行一段時間后，罩在c極上的試管中也收集到了氣體，此時c極上的電極反應為

 

．
（3）當d極上收集到44.8mL氣體（標準狀況）時停止電解，a極上放出了

 

mol氣體，若b極上沉積金屬M的質量為0.432g，則此金屬的摩爾質量為

 

．
（4）電解停止后加蒸餾水使A燒杯紅的溶液體積仍為200mL，取這種溶液加入到25.00mL 0.1mol?L^-1鹽酸中，當加入31.25mL溶液時剛好沉淀完全．則電解前A燒杯中MNO₃溶液的物質的量濃度為

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）b電極用金屬M制成，a、c、d為石墨電極，接通電源，金屬M沉積于b極，則b為陰極，所以a、c是陽極、d是陰極，a電極上氫氧根離子放電、c電極上碘離子放電；
（2）在B燒杯中，c是陽極，溶液中的陰離子放電，即2I^--2e^-=I₂；根據(jù)放電順序先放電的I^-，接著是OH^-放電，
（3）根據(jù)串聯(lián)電路中以及電解池中陰、陽兩極得失電子數(shù)目相等求出氣體的物質的量和金屬的物質的量，最后根據(jù)M=

m

n

求出金屬的摩爾質量；
（4）先根據(jù)（3）求出已放電的M⁺的物質的量，然后根據(jù)剩余的溶液與HCl反應求出剩余的M⁺，兩者相加得原溶液中的M⁺，的物質的量，最后帶入公式C=

n

V

，求出電解前A燒杯中MNO₃溶液的物質的量濃度．

解答： 解：（1）b電極用金屬M制成，a、c、d為石墨電極，接通電源，金屬M沉積于b極，則b為陰極，所以a、c是陽極、d是陰極，a電極上氫氧根離子放電，電極反應式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，所以看到的現(xiàn)象是有無色氣體生成，c電極上碘離子放電，電極反應式為2I^--2e^-=I₂，故答案為：陽極；有無色氣體生成；2I^--2e^-=I₂；
（2）在B燒杯中，c是陽極，溶液中的陰離子放電，即2I^--2e^-=I₂，I₂遇到淀粉能使淀粉變藍，I^-放電完畢后，
接著是OH^-放電：4OH^--4e=2H₂O+O₂↑，c極上的試管中收集到的氣體為氧氣，
故答案為：c極附近的溶液首先變成藍色；4OH^--4e=2H₂O+O₂↑；
（3）d極是溶液中氫離子放電：
           2H⁺+2e^-=H₂↑
       0.004mol  

0.0448L

22.4L/mol

          
     a極上氫氧根離子放電：
        4OH^--4e=2H₂O+O₂↑
        0.004mol   0.001mol  
      即氧氣的物質的量為0.001mol 
    b極上氫氧根離子放電：M⁺+e^-=M
                     0.004mol    0.004mol   
     則金屬的摩爾質量M=

m

n

=

0.432g

0.004mol

=108g/mol，
故答案為：0.001；108．
（4）設稀釋后溶液的濃度為X，根據(jù)反應：Cl^-+M⁺=MCl↓
                                  1      1
                    0.100 mol/L×0.025L  X×0.03125L   
     1：1=（0.100 mol/L×0.025L）：（X×0.03125L）   
解得X=0.08mol?L^-1
     所以200mL電解停止后加蒸餾水稀釋的溶液中，M⁺ 的物質的量為0.08mol?L^-1×0.2L=0.016mol
     則電解前A燒杯中MNO₃溶液的M⁺ 物質的量=0.004mol+0.16mol=0.004mol+0.016mol=0.02mol
     所以MNO₃溶液的物質的量濃度=

0.02mol

0.2L

mol/L=0.1mol/L，故答案為：0.1mol/L．

點評：本題考查了電解池原理，根據(jù)各個電極上發(fā)生的反應再結合轉移電子相等進行計算即可，注意c電極上生成無色氣體原因，為易錯點．