Question

16．用CR2O32鋰錳電池作電源分別電解以下三種溶液，假如電路中轉移了0.4mol e^-，且電解池的電極均為惰性電極
①電解MNO₃溶液時某一電極增加了43.2gM，則金屬M的相對原子質量為108
②電解含有0.4molK₂SO₄的溶液100mL，恢復到原來的狀態(tài)，需要進行的操作是（寫出要加入的物質和質量）向溶液中加入3.6g水
③電解含有0.2molNaCl的溶液100mL，陽極產生的氣體在標準狀況下的體積是3.36L，將電解后的溶液加水稀釋至2L，此時溶液的pH=13．

Answer 1

分析 ①硝酸根離子為-1價，根據化合物中各元素化合價的代數(shù)和為0知，M元素在該化合物中化合價為+1價，電路中轉移電子為0.4mol，則n（M）=n（e^-）=0.4mol，M=$\frac{m}{n}$，數(shù)值上金屬元素的摩爾質量等于其相對原子質量；
②根據“析出什么加入什么”原則加入物質，電解硫酸鉀溶液時，陽極上析出氧氣、陰極上析出氫氣，所以相當于電解水，根據轉移電子和析出物質之間的關系式計算；
③電解0.2molNaCl，氯離子完全放電轉移電子物質的量為0.2mol，還有0.2mol電子是氫氧根離子轉移的；電解過程分為兩步：第一步電解反應式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑、第二步電解反應式為2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$O₂↑+2H₂↑，根據c（NaOH）計算溶液pH．

解答 解：①硝酸根離子為-1價，根據化合物中各元素化合價的代數(shù)和為0知，M元素在該化合物中化合價為+1價，電路中轉移電子為0.4mol，則n（M）=n（e^-）=0.4mol，M=$\frac{m}{n}$=$\frac{43.2g}{0.4mol}$=108g/mol，數(shù)值上金屬元素的摩爾質量等于其相對原子質量為108，故答案為：108；
②根據“析出什么加入什么”原則加入物質，電解硫酸鉀溶液時，陽極上析出氧氣、陰極上析出氫氣，所以相當于電解水，生成1mol水轉移電子2mol電子，則轉移0.4mol電子生成n（H₂O）=$\frac{0.4mol}{2}×18g/mol$=3.6g，需要進行的操作是向溶液中加入3.6g水即可，故答案為：向溶液中加入3.6g水；
③電解0.2molNaCl，氯離子完全放電轉移電子物質的量為0.2mol，根據Cl原子守恒得n（Cl₂）=$\frac{1}{2}$n（NaCl）=$\frac{1}{2}$×0.2mol=0.1mol，還有0.2mol電子是氫氧根離子轉移的，生成n（O₂）=$\frac{0.2mol}{4}$=0.05mol，則陽極生成氣體體積=（0.1+0.05）mol×22.4L/mol=3.36L；電解過程分為兩步：第一步電解反應式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑、第二步電解反應式為2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$O₂↑+2H₂↑，
根據Na原子守恒得n（NaOH）=n（NaCl）=0.2mol，c（NaOH）=$\frac{0.2mol}{2L}$=0.1mol/L，則溶液pH=13，故答案為：3.36L；13．

點評 本題以電解原理為載體考查計算，為高頻考點，明確各個電極上發(fā)生的反應是解本題關鍵，注意③題陽極產物成分及其物質的量，為易錯點．