Question

14．如图装置中，b电极用金属．M制成，a、c、d为石墨电极，接通电源，金属M沉积于b极，同时a、d电极上产生气泡．试回答：

（1）a为阳极，c极的电极反应式为2I^--2e^-=I₂．
（2）电解开始时，在B烧杯的中央，滴几滴淀粉溶液，你能观察到的现象是：c极附近的溶液首先变成蓝色，电解进行一段时间后，罩在c极上的试管中也收集到了气体，此时c极上的电极反应为4OH^--4e=2H₂O+O₂↑．
（3）当d极上收集到44.8mL气体（标准状况）时停止电解，a极上放出了0.001moL气体，若b电极上沉积金属M的质量为0.432g，则此金属的摩尔质量为108g/mol．
（4）电解停止后加蒸馏水使A烧杯中的溶液体积仍为200mL，取这种溶液加入到26.0mL0.100mol•L^-1HCI溶液中，当加入31.25mL溶液时刚好沉淀完全．试计算：电解前A烧杯中MNO₃溶液的物质的量浓度为0.1mol/L．

Answer 1

分析 根据电解原理，金属M沉积于b极，说明b是阴极，则a是阳极，c是阳极，d是阴极，
（1）根据a是阳极，溶液中的阴离子放电；
（2）在B烧杯中，c是阳极，溶液中的阴离子放电，即2I^--2e^-=I₂；根据放电顺序先放电的I^-，接着是OH^-放电，
（3）根据串联电路中以及电解池中阴、阳两极得失电子数目相等求出气体的物质的量和金属的物质的量，最后根据M=$\frac{m}{n}$求出金属的摩尔质量；
（4）先根据（3）求出已放电的M⁺的物质的量，然后根据剩余的溶液与HCl反应求出剩余的M⁺，两者相加得原溶液中的M⁺，的物质的量，最后带入公式C=$\frac{n}{V}$，求出电解前A烧杯中MNO₃溶液的物质的量浓度．

解答 解：由电解原理可得：金属M沉积于b极，说明b是阴极，则a是阳极，c是阳极，d是阴极，
（1）因a是阳极，溶液中的阴离子放电，根据离子的放电顺序，可知是I^-_放电：2I^--2e^-=I₂，故答案为：阳；2I^--2e^-=I₂；
（2）在B烧杯中，c是阳极，溶液中的阴离子放电，即2I^--2e^-=I₂，I₂遇到淀粉能使淀粉变蓝，I^-放电完毕后，
接着是OH^-放电：4OH^--4e=2H₂O+O₂↑，c极上的试管中收集到的气体为氧气，
故答案为：c极附近的溶液首先变成蓝色；4OH^--4e=2H₂O+O₂↑；
（3）d极是溶液中氢离子放电：
           2H⁺+2e^-=H₂↑
       0.004mol   $\frac{0.0448L}{22.4L/mol}$          
     a极上氢氧根离子放电：
        4OH^--4e=2H₂O+O₂↑
         0.004mol   0.001mol  
      即氧气的物质的量为0.001mol 
    b极上氢氧根离子放电：M⁺+e^-=M
                     0.004mol    0.004mol   
     则金属的摩尔质量M=$\frac{m}{n}$=$\frac{0.432}{0.004}$=108g/mol，
故答案为：0.001；108g/mol；
（4）设稀释后溶液的浓度为X，根据反应：Cl^-+M⁺=MCl↓
                    0.100 mol/L×0.025L      X×0.03125L   
     解得X=0.08mol•L^-1
所以200mL电解停止后加蒸馏水稀释的溶液中，M⁺ 的物质的量为0.08mol•L^-1×0.2L=0.016mol，则电解前A烧杯中MNO₃溶液的M⁺ 物质的量=0.004mol+0.16mol=0.004mol+0.016mol=0.02mol，所以MNO₃溶液的物质的量浓度=$\frac{0.02mol}{0.2L}$mol/L=0.1mol/L，
故答案为：0.1mol/L．

点评 本题主要考查了电解原理的运用以及有关计算，难度不小，学生做起来有较大的难度．