Question

12．如圖裝置中：b電極用金屬M(fèi)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連接電源的正極．b極的電極反應(yīng)式為M⁺+e^-═M．
（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電極周?chē)�先變藍(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)式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O
（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，若在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．取該溶液逐滴加入到25.0mL0.1mol/L HCl溶液中，當(dāng)加入25.00mL這種溶液時(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)的量濃度為多少？

Answer 1

分析 （1）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，則b為陰極，M離子在陰極放電生成金屬單質(zhì)，a為陽(yáng)極與正極相連；
（2）B中I^-在c極上放電，電解一段時(shí)間后，OH^-也放電；
（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：（1）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，則b為陰極，M離子在陰極放電生成金屬單質(zhì)，b電極的反應(yīng)式為：M⁺+e^-═M，
故答案為：正；M⁺+e^-═M；
（2）B中I^-在c極上放電生成碘單質(zhì)，遇淀粉變藍(lán)，則觀察到c極附近溶液顏色變?yōu)樗{(lán)色，電解一段時(shí)間后，OH^-也放電，電極反應(yīng)為4OH^--4e^_=2H₂O+O₂↑，
故答案為：c電極周?chē)�先變藍(lán)色；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（3）n（H₂）=$\frac{0.0448L}{22.4L/mol}$=0.002mol，則轉(zhuǎn)移電子為0.004mol，a電極反應(yīng)為4OH^--4e^_=2H₂O+O₂↑，所以生成氧氣為0.001mol，由H₂～2e^-～2M可知，則n（M）=0.004mol，所以金屬的摩爾質(zhì)量為$\frac{0.432g}{0.004mol}$=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×0.025L
解得X=0.1mol•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0.1mol•L^-1×0.2L=0.02mol
則電解前A燒杯中MNO₃溶液的M⁺ 物質(zhì)的量=0.004mol+0.02mol=0.024mol
所以MNO₃溶液的物質(zhì)的量濃度=$\frac{0.024mol}{0.1L}$mol/L=0.12mol/L，
答：電解前A燒杯中MNO₃溶液的物質(zhì)的量濃度為0.12mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電解原理，明確惰性電極電解時(shí)離子的放電順序及發(fā)生的電極反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，注意轉(zhuǎn)移的電子守恒來(lái)解答，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．