Question

常溫時，用石墨電極電解500mLNaCl和CuSO₄混合溶液，當電路中通過2mol電子時，兩極均產(chǎn)生標準狀況下16.8L氣體，其中陽極產(chǎn)生的O₂在標準狀況下是5.6L（假定產(chǎn)生的氣體全部放出，電解前后溶液體積變化忽略不計），求：
（1）原溶液中NaCl和CuSO₄的物質的量濃度．
（2）電解后溶液的c（OH^-）

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學專題

分析：電解500mL一定濃度的NaCl與CuSO₄混合溶液，陽極發(fā)生2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，陰極發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu、2H⁺+2e^-=H₂↑，兩極均產(chǎn)生標準狀況下16.8L氣體，其中陽極產(chǎn)生的O₂在標準狀況下是5.6L，根據(jù)電極反應式結合電子守恒來計算回答．

解答： 解：（1）電解500mL一定濃度的NaCl與CuSO₄混合溶液，陽極發(fā)生2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，電極上產(chǎn)生標準狀況下16.8L即0.75mol氣體，陽極產(chǎn)生的O₂在標準狀況下是5.6L即0.25mol，所以產(chǎn)生氯氣是0.5mol，所以氯離子的物質的量是：0.5mol×2=1.0mol，原溶液中NaCl的物質的量濃度c=

1.0mol

0.5L

=2mol/L；
陰極發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu、2H⁺+2e^-=H₂↑，該電極上產(chǎn)生16.8L即0.75mol氫氣，轉移電子是1.5mol，所以銅離子轉移電子是0.5mol，銅離子的物質的量是0.25mol，硫酸銅的物質的量濃度c=

0.25mol/L

0.5L

=0.5mol/L，
答：原溶液中NaCl和CuSO₄的物質的量濃度分別是：c（NaCl）=2mol/L，c（CuSO₄）=0.5mol/L；
（2）陽極上反應：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，陽極產(chǎn)生的O₂在標準狀況下是5.6L即0.25mol，消耗氫氧根離子是1mol，陰極反應：2H⁺+2e^-=H₂↑，產(chǎn)生0.75mol氫氣，消耗氫離子是1.5mol，所以溶液中的氫氧根離子是1.5mol-1.0mol=0.5mol，氫氧根離子濃度c=

n

V

=

0.5mol

0.5L

=1mol/L，
答：電解后溶液的c（OH^-）=1.0mol/L．

點評：本題涉及電解池的工作原理以及根據(jù)電極反應的計算知識，注意電極反應式的書寫是關鍵，難度不大．