Question

有一硝酸盐晶体，分子式为M（NO₃）_x?nH₂O，经测定其摩尔质量为242g/mol．取1.21g此晶体溶于水，配制成100mL溶液．将其置于电解池中用惰性材料为电极进行电解．当有0.01mol电子通过电极时，溶液中全部金属离子在阴极上析出，电极增重0.32g．
（1）求1.21g此盐晶体的物质的量和M的相对原子质量．
（2）求x和n的值．
（3）若电解过程中溶液体积不变，求电解结束后溶液的pH．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）硝酸盐的摩尔质量和质量求出物质的量；根据转移电子和生成固体的质量求出M的相对原子质量；
（2）依据电子守恒和电极反应计算x值，依据M（NO₃）_x?nH₂O及其摩尔质量求n值；
（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）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．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，
设其摩尔质量为Mg/mol，
       M^x++xe^-═M
        1  x     M
0.005mol 0.01mol 0.32g  
解得M=64g/mol；x=2；
答：1.21g此盐晶体的物质的量为0.005mol；M的相对原子质量为64；
（2）M（NO₃）_x?nH₂O经测定其摩尔质量为242g?mol^-1．
64+62×2+18n=242
n=3；依据分析（1）可知x=2，
答：x的值为2，n的值为3；
（3）溶液中电解方程式为：2M²⁺+2HO

电解  .

2M+O₂↑+4H⁺，已知电解生成M为0.32g，则n（M）=

0.32g

64g/mol

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

0.01mol

0.1L

=0.1mol/L，则pH=1，
答：电解结束后溶液的pH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．