Question

7．將2L含有0.3mol CuSO₄和0.4mol NaCl的水溶液用惰性電極電解一段時間后，在一個電極上得到0.3mol Cu后并析出2.24L（標準狀況）氣體，則另一電極上先后析出的氣體的成分是什么？其物質(zhì)的量分別為多少？

Answer 1

分析 根據(jù)原子守恒得n（Cu）=n（CuSO₄）=0.3mol，電解時陰極上Cu ²⁺先析出，然后H⁺放電生成H₂，陰極生成n（H₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，陰極轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=2（Cu）+2n（H₂）=0.3mol×2+0.1mol×2=0.8mol，陽極上先Cl^-放電，Cl^-完全放電轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=0.4mol×1=0.4mol＜0.8mol，則陽極上還生成O₂，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計算生成氧氣物質(zhì)的量，據(jù)此分析解答．

解答 解：根據(jù)原子守恒得n（Cu）=n（CuSO₄）=0.3mol，電解時陰極上Cu ²⁺先析出，然后H⁺放電生成H₂，陰極生成n（H₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，陰極轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=2（Cu）+2n（H₂）=0.3mol×2+0.1mol×2=0.8mol，陽極上先Cl^-放電，Cl^-完全放電轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=0.4mol×1=0.4mol＜0.8mol，則陽極上還生成O₂，根據(jù)Cl原子守恒得n（Cl₂）=$\frac{1}{2}$n（NaCl）=$\frac{1}{2}$×0.4mol=0.2mol，n（O₂）=$\frac{0.8mol-0.4mol}{4}$=0.1mol，
答：另一電極上先后析出的氣體的成分是Cl₂和O₂，其物質(zhì)的量分別是0.2mol、0.1mol．

點評 本題以電解原理為載體考查物質(zhì)的量有關(guān)計算，為高頻考點，側(cè)重考查學(xué)生分析計算能力，正確判斷各個電極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，陰陽極上轉(zhuǎn)移電子守恒，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計算即可，題目難度不大．