Question

6．用石墨作電極電解100mL只含有以下離子（未考慮水的電離）的溶液．

離子	Cu2+	H+	Cl-	SO42-
c/mol•L-1	1	6	4	x

①表中x=2．
②電解一段時間后，當(dāng)陰極收集到0.3mol的氣體時（忽略電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象），收集到O₂的物質(zhì)的量為0.1mol．

Answer 1

分析 ①任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒，根據(jù)電荷守恒計算硫酸根離子濃度；
②用石墨作電極時，陰極上先銅離子放電生成Cu，然后氫離子放電生成氫氣；陽極上氯離子放電生成氯氣，然后氫氧根離子放電生成氧氣，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計算陽極生成氧氣的物質(zhì)的量．

解答 解：①任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒，根據(jù)電荷守恒得2c（Cu²⁺）+c（H⁺）=2 c（SO₄^2-）+c（Cl^-），c（SO₄^2-）=$\frac{2×1+6-4}{2}$mol/L=2mol/L，
故答案為：2；
②用石墨作電極電解該溶液時，陰極上銅離子先放電后氫離子放電，n（Cu²⁺）=1mol/L×0.1L=0.1mol，0.1mol銅離子放電轉(zhuǎn)移0.2mol電子，生成氫氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=2n（H₂）=2×0.3mol=0.6mol，所以陰極上轉(zhuǎn)移0.8mol電子；
陽極上先氯離子放電生成氯氣，氯離子完全放電轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=2n（Cl₂）=2×$\frac{1}{2}$n（Cl-）=2×$\frac{1}{2}$×4mol/L×0.1L=0.4mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒知，陽極上還轉(zhuǎn)移0.4mol電子生成氧氣，根據(jù)4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑知，
轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量是生成氧氣的4倍，所以生成氧氣物質(zhì)的量=$\frac{0.4mol}{4}$=0.1mol，
故答案為：0.1．

點評 本題考查電解原理，為高頻考點，側(cè)重考查學(xué)生分析計算能力，明確離子放電順序及轉(zhuǎn)移電子守恒是解本題關(guān)鍵，注意生成氧氣和轉(zhuǎn)移電子的關(guān)系，為易錯點．