Question

以石墨為電極，電解lLCuSO₄和NaCl的混合溶液，其中CuSO₄與NaCl的物質(zhì)的量之和為0.2mol，CuSO₄的物質(zhì)的量占總物質(zhì)的量的比值為x．
（1）若x=0.5，當Cu²⁺在陰極恰好全部析出時，產(chǎn)生的氣體是

 

，氣體總物質(zhì)的量是

 

，所得溶液的pH值為

 

（忽略溶液體積的變化）．
（2）電解一段時間后，陰、陽兩極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量恰好相等，均為0.16mol，x=

 

．

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學專題

分析：電解硫酸銅和氯化鈉的混合溶液，陽極發(fā)生的反應為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，4OH^-→2H₂O+O₂↑+4e^-，陰極上發(fā)生的電極反應為：Cu²⁺+2e^-→Cu，2H⁺+2e^-→H₂↑，根據(jù)電極反應結合電子守恒進行計算即可．

解答： 解：（1）硫酸銅與氯化鈉的物質(zhì)的量之和為0.2mol，硫酸銅的物質(zhì)的量占總物質(zhì)的量的比值為x，若x=0.5，則硫酸銅的物質(zhì)的量是0.1mol，氯化鈉是0.1mol，
電解硫酸銅和氯化鈉的混合溶液，陰極上發(fā)生的電極反應依次為：Cu²⁺+2e^-→Cu，當Cu²⁺在陰極恰好全部析出時，轉移電子是0.2mol，陽極發(fā)生的反應依次為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，0.1mol氯離子失0.1mol電子，產(chǎn)生0.05mol氯氣，所以還會發(fā)生反應：4OH^-→2H₂O+O₂↑+4e^-，轉移電子是0.1mol，生成氧氣是0.025mol，減小氫氧根離子是0.1mol，所以陽極產(chǎn)生的氣體是氯氣和氧氣，氯氣0.05mol，氧氣是0.025mol，氣體總物質(zhì)的量是0.075mol，最后溶液中的氫離子物質(zhì)的量是0.1Mol，濃度是：

0.1mol

1L

=0.1mol/L，pH=1，
故答案為：氯氣和氧氣；0.075mol；1；
（2）陰極上發(fā)生的電極反應依次為：Cu²⁺+2e^-→Cu，2H⁺+2e^-→H₂↑，當產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為0.16mol，則得電子總量是（0.4x+0.32）mol
陽極發(fā)生的反應依次為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，4OH^-→O₂↑+2H₂O+4e^-，當產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為0.16mol，
      2Cl^--2e^-=Cl₂↑
      0.2-0.2x 0.1-0.1x   
   4OH^-→O₂↑+2H₂+4e^-
0.16-（0.1-0.1x）4[0.16-（0.1-0.1x）]
則0.2-0.2x+4[0.16-（0.1-0.1x）]=0.4x+0.32，解得x=0.6，故答案為：0.6．

點評：本題考查學生電解池的工作原理以及電荷守恒思想的應用，難度不大，可以根據(jù)所學知識來回答．