Question

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d电极上产生气泡．

试回答：
（1）a为

 

极（填电极名称），a极上可观察到的现象是

 

，c极的电极反应式为

 

，
（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：

 

，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

 

．
（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

 

mol气体，若b极上沉积金属M的质量为0.432g，则此金属的摩尔质量为

 

．
（4）电解停止后加蒸馏水使A烧杯红的溶液体积仍为200mL，取这种溶液加入到25.00mL 0.1mol?L^-1盐酸中，当加入31.25mL溶液时刚好沉淀完全．则电解前A烧杯中MNO₃溶液的物质的量浓度为

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）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，则b为阴极，所以a、c是阳极、d是阴极，a电极上氢氧根离子放电、c电极上碘离子放电；
（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=

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=

n

V

，求出电解前A烧杯中MNO₃溶液的物质的量浓度．

解答： 解：（1）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，则b为阴极，所以a、c是阳极、d是阴极，a电极上氢氧根离子放电，电极反应式为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，所以看到的现象是有无色气体生成，c电极上碘离子放电，电极反应式为2I^--2e^-=I₂，故答案为：阳极；有无色气体生成；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  

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=

m

n

=

0.432g

0.004mol

=108g/mol，
故答案为：0.001；108．
（4）设稀释后溶液的浓度为X，根据反应：Cl^-+M⁺=MCl↓
                                  1      1
                    0.100 mol/L×0.025L  X×0.03125L   
     1：1=（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=

0.02mol

0.2L

mol/L=0.1mol/L，故答案为：0.1mol/L．

点评：本题考查了电解池原理，根据各个电极上发生的反应再结合转移电子相等进行计算即可，注意c电极上生成无色气体原因，为易错点．