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a、d電極上產生氣泡．試回答：

（1）a為    極，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電極上沉積金屬M的質量為0.432g，則此金屬的摩爾質量為    g/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25.0mL 0.100mol?L^-1HCl溶液中，當加入31.25mL溶液時剛好沉淀完全．試計算：電解前A燒杯中MNO₃溶液的物質的量濃度．    mol?L^-1．

Answer 1

【答案】分析：根據電解原理，金屬M沉積于b極，說明b是陰極，則a是陽極，c是陽極，d是陰極，
（1）根據a是陽極，溶液中的陰離子放電；
（2）在B燒杯中，c是陽極，溶液中的陰離子放電，即2I^--2e^-=I₂；根據放電順序先放電的I^-，接著是OH^-放電，
（3）根據串聯電路中以及電解池中陰、陽兩極得失電子數目相等求出氣體的物質的量和金屬的物質的量，最后根據M=求出金屬的摩爾質量；
（4）先根據（3）求出已放電的M⁺的物質的量，然后根據剩余的溶液與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=，求出電解前A燒杯中MNO₃溶液的物質的量濃度；
解答：解：由電解原理可得：金屬M沉積于b極，說明b是陰極，則a是陽極，c是陽極，d是陰極，
（1）因a是陽極，溶液中的陰離子放電，根據離子的放電順序，可知是I^-_放電：2I^--2e^-=I₂，
故答案為：陽；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            
     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===108g/mol，
故答案為：0.001；108．
（4）設稀釋后溶液的濃度為X，根據反應：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=mol/L=0.1mol/L，故答案為：0.1．
故答案為：0.1．
點評：本題主要考查了電解原理的運用以及有關計算，難度不小，學生做起來有較大的難度．