Question

14．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(fèi)沉積于b極，同時(shí)a、d電極上產(chǎn)生氣泡．試回答：

（1）a為陽(yáng)極，c極的電極反應(yīng)式為2I^--2e^-=I₂．
（2）電解開(kāi)始時(shí)，在B燒杯的中央，滴幾滴淀粉溶液，你能觀察到的現(xiàn)象是：c極附近的溶液首先變成藍(lán)色，電解進(jìn)行一段時(shí)間后，罩在c極上的試管中也收集到了氣體，此時(shí)c極上的電極反應(yīng)為4OH^--4e=2H₂O+O₂↑．
（3）當(dāng)d極上收集到44.8mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)停止電解，a極上放出了0.001moL氣體，若b電極上沉積金屬M(fèi)的質(zhì)量為0.432g，則此金屬的摩爾質(zhì)量為108g/mol．
（4）電解停止后加蒸餾水使A燒杯中的溶液體積仍為200mL，取這種溶液加入到26.0mL0.100mol•L^-1HCI溶液中，當(dāng)加入31.25mL溶液時(shí)剛好沉淀完全．試計(jì)算：電解前A燒杯中MNO₃溶液的物質(zhì)的量濃度為0.1mol/L．

Answer 1

分析 根據(jù)電解原理，金屬M(fèi)沉積于b極，說(shuō)明b是陰極，則a是陽(yáng)極，c是陽(yáng)極，d是陰極，
（1）根據(jù)a是陽(yáng)極，溶液中的陰離子放電；
（2）在B燒杯中，c是陽(yáng)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(yáng)兩極得失電子數(shù)目相等求出氣體的物質(zhì)的量和金屬的物質(zhì)的量，最后根據(jù)M=$\frac{m}{n}$求出金屬的摩爾質(zhì)量；
（4）先根據(jù)（3）求出已放電的M⁺的物質(zhì)的量，然后根據(jù)剩余的溶液與HCl反應(yīng)求出剩余的M⁺，兩者相加得原溶液中的M⁺，的物質(zhì)的量，最后帶入公式C=$\frac{n}{V}$，求出電解前A燒杯中MNO₃溶液的物質(zhì)的量濃度．

解答 解：由電解原理可得：金屬M(fèi)沉積于b極，說(shuō)明b是陰極，則a是陽(yáng)極，c是陽(yáng)極，d是陰極，
（1）因a是陽(yáng)極，溶液中的陰離子放電，根據(jù)離子的放電順序，可知是I^-_放電：2I^--2e^-=I₂，故答案為：陽(yáng)；2I^--2e^-=I₂；
（2）在B燒杯中，c是陽(yáng)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(lán)，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(lán)色；4OH^--4e=2H₂O+O₂↑；
（3）d極是溶液中氫離子放電：
           2H⁺+2e^-=H₂↑
       0.004mol   $\frac{0.0448L}{22.4L/mol}$          
     a極上氫氧根離子放電：
        4OH^--4e=2H₂O+O₂↑
         0.004mol   0.001mol  
      即氧氣的物質(zhì)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(zhì)量M=$\frac{m}{n}$=$\frac{0.432}{0.004}$=108g/mol，
故答案為：0.001；108g/mol；
（4）設(shè)稀釋后溶液的濃度為X，根據(jù)反應(yīng)：Cl^-+M⁺=MCl↓
                    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(zhì)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(zhì)的量=0.004mol+0.16mol=0.004mol+0.016mol=0.02mol，所以MNO₃溶液的物質(zhì)的量濃度=$\frac{0.02mol}{0.2L}$mol/L=0.1mol/L，
故答案為：0.1mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了電解原理的運(yùn)用以及有關(guān)計(jì)算，難度不小，學(xué)生做起來(lái)有較大的難度．