Question

19．如圖電解裝置中，電極A是由金屬M(fèi)制成的，B、C和D都是鉑電極，甲中的電解質(zhì)溶液為MSO₄，乙中的電解質(zhì)為H₂SO₄．E、F是外接直流電源的兩極，電路接通后，電極B上有金屬M(fèi)析出．（已知金屬M(fèi)無(wú)變價(jià)）
（1）電池中E是正極，F(xiàn)是負(fù)極．
（2）A極上電極反應(yīng)為M-2e^-=M²⁺，B極上電極反應(yīng)為M²⁺+2e^-=M，C極上電極反應(yīng)為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，D極上電極反應(yīng)為4H⁺+4e^-=2H₂↑．
（3）當(dāng)電路中通過(guò)2.408×10²²個(gè)電子時(shí)停止電解，發(fā)現(xiàn)B極上析出1.27gM，則金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量為63.5．
（4）如果再將外接直流電源的正負(fù)極交換接入原電路，當(dāng)通過(guò)1mol電子后，B極的電極反應(yīng)為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．

Answer 1

分析 電路接通后，電極B上有金屬M(fèi)析出，說(shuō)明B電極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以B極是電解池的陰極，A極陽(yáng)極，E是電源的正極，F(xiàn)是電源的負(fù)極；A電極上金屬失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；C電極是陽(yáng)極，D是陰極，工作時(shí)，C電極上氫氧根離子放電生成氧氣，D電極上氫離子放電生成氫氣，結(jié)合得失電子守恒進(jìn)行計(jì)算分析．

解答 解：（1）電路接通后，電極B上有金屬M(fèi)析出，說(shuō)明B電極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以B極是電解池的陰極，A極陽(yáng)極，E是電源的正極，F(xiàn)是電源的負(fù)極，故答案為：正；負(fù)；
（2）電路接通后，電極B上有金屬M(fèi)析出，說(shuō)明B電極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為M²⁺+2e^-=M，A電極上金屬失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為M-2e^-=M²⁺；C電極是陽(yáng)極，D是陰極，工作時(shí)，C電極上氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，D電極上氫離子放電生成氫氣，電極反應(yīng)式為4H⁺+4e^-=2H₂↑，
故答案為：M-2e^-=M²⁺；M²⁺+2e^-=M；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；4H⁺+4e^-=2H₂↑；
（3）當(dāng)電路中通過(guò)2.408×10²²個(gè)即$\frac{2.408×10{\;}^{22}}{6.02×10{\;}^{23}}$=0.04mol電子時(shí)停止電解，又B電極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為M²⁺+2e^-=M，所以析出M為0.02mol，又發(fā)現(xiàn)B極上析出1.27gM，則金屬M(fèi)的摩爾質(zhì)量為$\frac{1.27g}{0.02mol}$=63.5g/mol，故M的相對(duì)原子質(zhì)量為63.5，故答案為：63.5；
（4）如果再將外接直流電源的正負(fù)極交換接入原電路，B極即陽(yáng)極首先為析出的M失電子溶解，當(dāng)通過(guò)1mol電子后，為溶液中的氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解原理，明確各個(gè)電極上放電的微粒是解本題關(guān)鍵，注意活潑金屬作電解池陽(yáng)極時(shí)，陽(yáng)極上金屬失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而不是電解質(zhì)溶液中陰離子放電，題目難度不大．