Question

有一硝酸盐晶体，其化学式为M（NO₃）_x?yH₂O，相对分子质量为242．取1.21g该晶体溶于水，配成100mL溶液，将此溶液用石墨作电极进行电解，当有0.0100mol电子发生转移时，溶液中金属全部析出．经称量阴极增重0.320g．则
（1）阳极电极反应式为

 

；
（2）金属M的相对原子质量为

 

；该硝酸盐晶体的化学式为

 

；
（3）电解后溶液中的pH=

 

（电解过程中溶液体积变化忽略不计）．要求写出计算过程．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）依据电极判断分析，阳极连接电源的正极，溶液中氢氧根离子失电子生成氧气；阴极连接电源的负极，溶液中M离子得到电子生成金属M；
（2）依据题干信息可知A电极析出金属，所以A电极是电解池的阴极，B是电解池的阳极，与电极相连的电源C为负极，D为正极；依据电子守恒和电极反应计算得到；
（3）依据电解方程式根据M的物质的量求出氢离子的物质的量，然后求pH．

解答： 解：（1）阳极连接电源的正极，溶液中氢氧根离子失电子生成氧气；阴极连接电源的负极，溶液中M离子得到电子生成金属M，阳极电极反应为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，故答案为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（2）有一硝酸盐晶体，其化学式表示为M（NO₃）_x?nH₂O经测定其摩尔质量为242g?mol^-1．取1.21g该晶体物质的量=

1.21g

242g/mol

=0.005mol；溶于水配成100mL溶液．将此溶液倒入如图所示装置中，用石墨作电极进行电解．当有0.01mol电子通过电极时，溶液中的金属阳离子全部析出，在A极得到金属0.32g，A极为阴极；析出的金属电极反应为：
         M^x++xe^-═M
         1    x    M
0.005mol  0.01mol  0.32g
计算得到M=64g/mol，x=2；
M（NO₃）_x?nH₂O经测定其摩尔质量为242g?mol^-1．
64+62×2+18n=242
n=3；
硝酸盐晶体的化学式为Cu（NO₃）₂?3H₂O；
故答案为：64；Cu（NO₃）₂?3H₂O；
（3）溶液中电解离子方程式为：2M²⁺+2H₂O

通电  .

2M+O₂↑+4H⁺，；
已知电解生成M为0.32g，则n（M）=

0.32g

0.1L

=0.005mol，所以n（H⁺）=2n（M）=0.01mol；
所以c（H⁺）=

0.01mol

0.1L

=0.1mol/L，则pH=1，
故答案为：1．

点评：本题考查了电极原理的分析判断，电极反应和电极计算应用的依据是电子守恒，题目难度中等．