Question

有一硝酸鹽晶體，其化學式表示為M(NO₃)_x·nH₂O，經(jīng)測定，其摩爾質(zhì)量為242 g·mol^-1。取1.21 g該晶體溶于水配成100 mL溶液，將此溶液倒入下圖所示裝置中，用石墨作電極進行電解。當有0.01 mol電子通過電極時，溶液中的金屬陽離子全部析出，在A極得到金屬0.32 g。完成下列問題：

(1)金屬M的相對原子質(zhì)量為____________，x=____________，n=____________。

(2)C極為____________極。

(3)電解后溶液的H⁺濃度為____________(設(shè)電解前后溶液的體積不變)。

Answer 1

(1)64  2  3  (2)負  (3)0.1 mol·L^-1

解析：(1)先求化合價+x，

金屬的物質(zhì)的量為=0.005 mol，0.005 mol·x=0.01 mol，可求得x=2；

再求M的相對原子質(zhì)量，0.005·M_r=0.32

可求得：M_r=64

再利用硝酸鹽晶體的摩爾質(zhì)量求n：64+2×62+18n=242可求得n=3。

(2)A極析出銅，發(fā)生還原反應，為陰極，可推知C極為電源負極。

(3)方法1：利用析出的金屬。

2Cu(NO₃)₂+2H₂O2Cu  +  4HNO₃+O₂↑

                              2×64 g   4 mol

                               0.32 g       y

2×64 g/0.32 g=4 mol/y，可求得y=0.01 mol，所以c(H⁺)=0.01 mol/0.1 L=0.1 mol·L^-1。

方法2：利用電子轉(zhuǎn)移

由電解的方程式可知，每轉(zhuǎn)移1 mol電子，相應產(chǎn)生1 mol HNO₃。那么有0.01 mol電子通過電極時，產(chǎn)生的HNO₃是0.01 mol，所以c(H⁺)=0.01 mol/0.1 L=0.1 mol·L^-1。