Question

5．用石墨作電極電解c（NO₃^-）=6mol•L^-1的KNO₃和Cu（NO₃）₂的混合液500mL，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到22.4L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）（電解池的電極均為石墨電極）．
①電解得到的Cu的質(zhì)量為64g．
②原混合溶液中c（K⁺）為2mol/L．

Answer 1

分析 ①石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到22.4L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），陰極發(fā)生反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-═Cu、2H⁺+2e^-═H₂↑，陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，n（O₂）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，陰極生成n（H₂）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計(jì)算析出n（Cu），由m=nM計(jì)算析出Cu的質(zhì)量；
②根據(jù)電荷守恒計(jì)算c（K⁺）．

解答 解：①石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到22.4L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），陰極發(fā)生反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-═Cu、2H⁺+2e^-═H₂↑，陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，n（O₂）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，陰極生成n（H₂）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得析出n（Cu）=$\frac{1mol×4-1mol×2}{2}$=1mol，m（Cu）=nM=1mol×64g/mol=64g，故答案為：64g；
②根據(jù)原子守恒得n[Cu（NO₃）₂]=n（Cu）=1mol，則c[Cu（NO₃）₂]=$\frac{1mol}{0.5L}$=2mol/L，根據(jù)電荷守恒得c（NO₃^-）=2c（Cu²⁺）+c（K⁺），c（K⁺）=c（NO₃^-）-2c（Cu²⁺）=6mol/L-2×2mol/L=2mol/L，
故答案為：2mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電解原理，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，明確離子放電順序及各個(gè)物理量之間的關(guān)系是解本題關(guān)鍵，注意轉(zhuǎn)移電子守恒及原子守恒、電荷守恒的應(yīng)用，題目難度不大．