Question

有一硝酸鹽晶體，其化學式為M(NO₃)_x·yH₂O，相對分子質量為242。取1.21g該晶體溶于水，配成100mL溶液，將此溶液用石墨作電極進行電解，當有0.01mol電子發生轉移時，溶液中金屬恰好全部析出，經稱量陰極增重0.32g。求：
（1）金屬M的相對原子質量及x、y。
（2）電解后溶液的pH（電解過程中溶液體積變化忽略不計）。

Answer 1

（1）n(M)=n[M(NO₃)_x·yH₂O]= =0.005mol
    M的化合價=      所以x="2"
根據64+2(14+48)+18y=242         得y="3"
（2）電解總反應為：
2M(NO₃)₂+2H₂O= 2M  + 4HNO₃ +O₂↑
2       4
0.005mol    y
y(HNO₃)=      
pH  = －lg10^－1 =  1 

試題分析：由題知用石墨作電極進行電解，當有0.01mol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0.32g，故A極為陰極；析出的金屬電極反應為：
M^x+  +  xe^-   ═  M
1         x            M
0.005mol  0.01mol    0.32g  
計算得到M=64g/mol；
x=2；
M（NO₃）_x?yH₂O經測定其摩爾質量為242g?mol^-1．
64+62×2+18y=242
y=3；
溶液中電解方程式為：2M²⁺+2HO2M+O₂↑+4H⁺，已知電解生成M為0.32g，則n（M）==0.005mol，所以n（H⁺）=2n（M）=0.01mol，所以c（H⁺）==0.1mol/L，則pH=1，
答：電解結束后溶液的pH為1。