Question

常溫下用惰性電極電解200 mL 一定濃度的NaCl與CuSO₄混合溶液，理論上兩極所得氣體的體積隨時間變化的關系如下圖所示（以下氣體體積已換算成標準狀況下的體積），根據(jù)圖中信息回答下列問題。

⑴通過計算推測：

①原混合溶液NaCl和CuSO₄的物質的量濃度；

②t₂時所得溶液的pH；

⑵若用惰性電極電解NaCl和CuSO₄的混合溶液200mL，經過一段時間后兩極均得到224mL氣體，則原混合溶液中的氯離子濃度的取值范圍為                      ，銅離子濃度的取值范圍為                      。

Answer 1

⑴①陽極首先逸出的是Cl₂

n(NaCl)＝2n(Cl₂)＝0.02 mol，則c(NaCl)＝0.1mol/L  （1分）

陽極得到336 mL氣體中，含0.01 mol Cl₂和0.005 mol O₂

轉移電子的物質的量為：0.01 mol×2＋0.005 mol×4＝0.04 mol 

此過程中陰極剛好全部析出銅

n(CuSO₄)＝n(Cu)＝0.04 mol÷2＝0.02 mol

則c(CuSO₄)＝＝0.1mol/L  （2分）

②t₂時溶液中c(Na^＋)＝0.1 mol/L，c(SO₄^2－)＝0.1 mol/L

根據(jù)電荷守恒有：c(H^＋)＝2×0.1 mol/L－0.1 mol/L＝0.1 mol/L

即溶液的pH＝1   （2分）

⑵0＜c(Cl^－)＜0.1mol/L（2分） 0＜c(Cu^2＋)＜0.05mol/L（2分）