Question

將1L含有0.3mol CuSO₄和0.2mol NaCl的水溶液用惰性電極電解一段時間后，若在一個電極上得到0.2mol Cu；則：
（1）另一電極上析出氣體（在標準狀況下）的體積為

 

L（假定生成的氣體全部逸出）．
（2）把此時的溶液稀釋到20L后溶液的pH等于

 

（假定生成的氣體全部逸出）．

Answer 1

分析：（1）電解硫酸銅和氯化鈉混合溶液時，陰極上銅離子先放電，然后氫離子放電，陽極上氯離子先放電，然后氫氧根離子放電，若在一個電極上得到0.2mol Cu，根據(jù)轉移電子守恒判斷另一電極上生成氣體成分及生成氣體的物質的量，再根據(jù)V=nV_m計算生成氣體體積；
（2）根據(jù)氧氣和氫離子之間的關系式計算氫離子的物質的量，再根據(jù)c=

n

V

、pH=-lgc(H+)計算．

解答：解：（1）電解硫酸銅和氯化鈉混合溶液時，陰極上銅離子先放電，然后氫離子放電，陽極上氯離子先放電，然后氫氧根離子放電，若在一個電極上得到0.2mol Cu，轉移電子的物質的量=0.2mol×2=0.4mol，
陽極上0.2mol氯離子放電轉移電子的物質的量=0.2mol×1=0.2mol＜0.4mol，所以陽極上還有氫氧根離子放電，轉移0.2mol電子生成氧氣的體積=

0.2mol

4

×22.4L/mol=1.12L，生成氯氣的體積=

0.2mol

2

×22.4L/mol=2.24L，所以一共有3.36L氣體生成，
故答案為：3.36；
（2）陽極上氫氧根離子放電時生成氫離子，實際上是電解硫酸銅溶液，2H₂O+2Cu

電解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，
根據(jù)（1）知，生成氧氣的物質的量=

0.2mol

4

=0.05mol，根據(jù)氧氣和氫離子之間的關系式得n（H⁺）=4n（O₂）
=0.2mol，c（H⁺）=

0.2mol

20L

=0.01mol/L，所以溶液的pH=2，
故答案為：2．

點評：本題考查了電解原理，明確離子放電順序是解本題關鍵，結合轉移電子守恒確定陽極上放電的離子，根據(jù)物質之間的關系式來分析解答，難度中等．