Question

用惰性電極電解NaCl和CuSO₄的混合溶液250 mL，經(jīng)過一段時(shí)間后，兩極均生成11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，求原溶液中Cu²⁺和Cl^-的物質(zhì)的量濃度范圍。

Answer 1

0<c(Cu²⁺)<2 mol·L^-1,
0<c(Cl^-)<4 mol·L^-1

根據(jù)題意，在陰極放電的離子有Cu²⁺、H⁺，在陽極放電的離子有Cl^-、OH^-（若只有Cl^-放電，陰、陽兩極生成的氣體不可能一樣多），設(shè)c(Cl^-)=x,c(Cu²⁺)=y。
陰極反應(yīng)
Cu²⁺       +       2e^-Cu
0.25y              0.5y
2H⁺+2e^-H₂
1 mol   0.5 mol
陽極反應(yīng)
2Cl^-    -      2e^-             Cl₂
0.25x           0.25x               0.125x
4OH^--4e^-2H₂O+O₂
2 mol-0.5x         0.5 mol-0.125x
因?yàn)殛枠O生成的氣體不可能全為O₂，
所以0<0.5-0.125x<0.5,0<x<4。
又根據(jù)陰陽兩極通過電子數(shù)相等得：0.5y+1=0.25x+2-0.5x，即x=4-2y,又0<x<4,所以0<y<2。