Question

將1L含有0.4mol CuSO₄和0.2mol NaCl的水溶液用惰性電極電解一段時(shí)間后，若在一個(gè)電極上得到0.3mol Cu，則：
求：（1）另一電極上析出氣體（在標(biāo)準(zhǔn)狀況下）的體積是多少？
（2）此時(shí)溶液的H⁺離子濃度是多少？（溶液體積變化不計(jì)）

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：

分析：（1）電解硫酸銅和氯化鈉溶液時(shí)，陽(yáng)極上氯離子先放電，然后氫氧根離子放電，陰極上銅離子放電，后氫離子放電，當(dāng)陰極上析出析出銅的物質(zhì)的量為0.3mol＜0.4mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算陽(yáng)極上生成氣體體積；
（2）根據(jù)電極上電子轉(zhuǎn)移為0.4mol，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，反應(yīng)的氫氧根的物質(zhì)的量就是氫離子的物質(zhì)的量．

解答： 解：（1）電解硫酸銅和氯化鈉溶液時(shí)，陽(yáng)極上氯離子先放電，然后氫氧根離子放電，陰極上銅離子放電，后氫離子放電，當(dāng)陰極上析出析出銅的物質(zhì)的量為0.3mol，陰極上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.3mol×2=0.6mol，
根據(jù)原子守恒知，溶液中n（Cl^-）=0.2mol，氯離子完全放電時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.2mol×1=0.2mol，生成氯氣0.1mol；
所以陽(yáng)極上有氧氣生成，電極上電子轉(zhuǎn)移為0.4mol，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，電極反應(yīng)計(jì)算生成氧氣0.1mol，所以陽(yáng)極生成氣體物質(zhì)的量為0.2mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積為4.48L，
答：另一電極上析出氣體（在標(biāo)準(zhǔn)狀況下）的體積是4.48L；
（2）根據(jù)電極上電子轉(zhuǎn)移為0.4mol，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，反應(yīng)的氫氧根的物質(zhì)的量就是氫離子的物質(zhì)的量=0.4mol．溶液的體積是1L，濃度為0.4mol．L^-1，
答：此時(shí)溶液的H⁺離子濃度是0.4mol．L^-1．

點(diǎn)評(píng)：本題以電解原理為載體考查了物質(zhì)的量的有關(guān)計(jì)算，明確陽(yáng)極上析出氣體的成分再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子相等即可解答，題目難度中等．