Question

將1L含有0.3mol CuSO₄和0.2mol NaCl的水溶液用惰性電極電解一段時間后，若在一個電極上得到0.2mol Cu；則：
（1）另一電極上析出氣體（在標準狀況下）的體積為

 

L（假定生成的氣體全部逸出）．
（2）把此時的溶液稀釋到20L后溶液的pH等于

 

（假定生成的氣體全部逸出）．

Answer 1

分析：（1）電解硫酸銅和氯化鈉混合溶液時，陰極上銅離子先放電，然后氫離子放電，陽極上氯離子先放電，然后氫氧根離子放電，若在一個電極上得到0.2mol Cu，根據轉移電子守恒判斷另一電極上生成氣體成分及生成氣體的物質的量，再根據V=nV_m計算生成氣體體積；
（2）根據氧氣和氫離子之間的關系式計算氫離子的物質的量，再根據c=

n

V

、pH=-lgc(H+)計算．

解答：解：（1）電解硫酸銅和氯化鈉混合溶液時，陰極上銅離子先放電，然后氫離子放電，陽極上氯離子先放電，然后氫氧根離子放電，若在一個電極上得到0.2mol Cu，轉移電子的物質的量=0.2mol×2=0.4mol，
陽極上0.2mol氯離子放電轉移電子的物質的量=0.2mol×1=0.2mol＜0.4mol，所以陽極上還有氫氧根離子放電，轉移0.2mol電子生成氧氣的體積=

0.2mol

4

×22.4L/mol=1.12L，生成氯氣的體積=

0.2mol

2

×22.4L/mol=2.24L，所以一共有3.36L氣體生成，
故答案為：3.36；
（2）陽極上氫氧根離子放電時生成氫離子，實際上是電解硫酸銅溶液，2H₂O+2Cu

電解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，
根據（1）知，生成氧氣的物質的量=

0.2mol

4

=0.05mol，根據氧氣和氫離子之間的關系式得n（H⁺）=4n（O₂）
=0.2mol，c（H⁺）=

0.2mol

20L

=0.01mol/L，所以溶液的pH=2，
故答案為：2．

點評：本題考查了電解原理，明確離子放電順序是解本題關鍵，結合轉移電子守恒確定陽極上放電的離子，根據物質之間的關系式來分析解答，難度中等．