Question

19．如图电解装置中，电极A是由金属M制成的，B、C和D都是铂电极，甲中的电解质溶液为MSO₄，乙中的电解质为H₂SO₄．E、F是外接直流电源的两极，电路接通后，电极B上有金属M析出．（已知金属M无变价）
（1）电池中E是正极，F是负极．
（2）A极上电极反应为M-2e^-=M²⁺，B极上电极反应为M²⁺+2e^-=M，C极上电极反应为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，D极上电极反应为4H⁺+4e^-=2H₂↑．
（3）当电路中通过2.408×10²²个电子时停止电解，发现B极上析出1.27gM，则金属M的相对原子质量为63.5．
（4）如果再将外接直流电源的正负极交换接入原电路，当通过1mol电子后，B极的电极反应为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．

Answer 1

分析 电路接通后，电极B上有金属M析出，说明B电极上得电子发生还原反应，所以B极是电解池的阴极，A极阳极，E是电源的正极，F是电源的负极；A电极上金属失电子发生氧化反应；C电极是阳极，D是阴极，工作时，C电极上氢氧根离子放电生成氧气，D电极上氢离子放电生成氢气，结合得失电子守恒进行计算分析．

解答 解：（1）电路接通后，电极B上有金属M析出，说明B电极上得电子发生还原反应，所以B极是电解池的阴极，A极阳极，E是电源的正极，F是电源的负极，故答案为：正；负；
（2）电路接通后，电极B上有金属M析出，说明B电极上得电子发生还原反应，电极反应式为M²⁺+2e^-=M，A电极上金属失电子发生氧化反应，电极反应式为M-2e^-=M²⁺；C电极是阳极，D是阴极，工作时，C电极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，D电极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为4H⁺+4e^-=2H₂↑，
故答案为：M-2e^-=M²⁺；M²⁺+2e^-=M；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；4H⁺+4e^-=2H₂↑；
（3）当电路中通过2.408×10²²个即$\frac{2.408×10{\;}^{22}}{6.02×10{\;}^{23}}$=0.04mol电子时停止电解，又B电极上得电子发生还原反应，电极反应式为M²⁺+2e^-=M，所以析出M为0.02mol，又发现B极上析出1.27gM，则金属M的摩尔质量为$\frac{1.27g}{0.02mol}$=63.5g/mol，故M的相对原子质量为63.5，故答案为：63.5；
（4）如果再将外接直流电源的正负极交换接入原电路，B极即阳极首先为析出的M失电子溶解，当通过1mol电子后，为溶液中的氢氧根离子失电子发生氧化反应，电极反应为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．

点评 本题考查了电解原理，明确各个电极上放电的微粒是解本题关键，注意活泼金属作电解池阳极时，阳极上金属失电子发生氧化反应而不是电解质溶液中阴离子放电，题目难度不大．