Question

15．將500mL0.1mol/L的CuSO₄溶液和500mL4mol/L的NaCl溶液相混合，然后用石墨電極進(jìn)行電解，電解過(guò)程中共有0.4mol電子通過(guò)．試計(jì)算：
（1）陰極上可析出多少克銅？已知銅的原子量為64．
（2）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下陽(yáng)極上可以產(chǎn)生多少毫升氣體？
（3）假設(shè)電解過(guò)程中溶液體積的變化忽略不計(jì)，則當(dāng)有0.2mol電子通過(guò)時(shí)，溶液的PH為多少？

Answer 1

分析 電解500mL0.1mol/L的CuSO₄溶液和500mL4mol/L的NaCl溶液相混合時(shí)，陰極反應(yīng)先發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，后氫離子也要放電，電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，陽(yáng)極首先反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，后發(fā)生4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，根據(jù)陰陽(yáng)兩極的電子守恒進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）電解500mL0.1mol/L的CuSO₄溶液和500mL4mol/L的NaCl溶液相混合時(shí)，陰極反應(yīng)先發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，后氫離子也要放電，電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，所有銅離子為0.1×0.5=0.05mol，當(dāng)有0.4mol電子通過(guò)時(shí)，所有銅離子全部參與電解反應(yīng)，所以陰極上可析出m=nM=0.05mol×64g/mol=3.2g銅，
答：陰極上可析出3.2g銅；
（2）陽(yáng)極首先反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，所有氯離子為4×0.5=2mol，當(dāng)有0.4mol電子通過(guò)時(shí)，所以只有0.4mol氯離子參與反應(yīng)，生成0.2mol的氯氣，所以陽(yáng)極上生成的氣體有0.2mol的氯氣，即標(biāo)準(zhǔn)狀況下有4480ml氣體生成，
答：陽(yáng)極在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有4480ml氣體生成
（3）電解500mL0.1mol/L的CuSO₄溶液和500mL4mol/L的NaCl溶液相混合時(shí)，陰極反應(yīng)先發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，后氫離子也要放電，電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，所有銅離子為0.1×0.5=0.05mol，當(dāng)有0.2mol電子通過(guò)時(shí)，所有銅離子全部參與電解反應(yīng)，并且消耗氫離子為0.2-0.05×2=0.1mol，而陽(yáng)極一直為氯離子失電子，所以電解后溶液中氫氧根的物質(zhì)的量為0.1mol，濃度為$\frac{0.1mol}{1L}$=0.1mol/L，則PH為13，答：當(dāng)有0.2mol電子通過(guò)時(shí)，溶液的PH為13．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生電解原理的知識(shí)，注意電解池兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等的電子守恒思想的運(yùn)用，可以根據(jù)所學(xué)知識(shí)來(lái)回答，難度不大．