Question

常温时，用石墨电极电解500mLNaCl和CuSO₄混合溶液，当电路中通过2mol电子时，两极均产生标准状况下16.8L气体，其中阳极产生的O₂在标准状况下是5.6L（假定产生的气体全部放出，电解前后溶液体积变化忽略不计），求：
（1）原溶液中NaCl和CuSO₄的物质的量浓度．
（2）电解后溶液的c（OH^-）

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：电解500mL一定浓度的NaCl与CuSO₄混合溶液，阳极发生2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，阴极发生Cu²⁺+2e^-=Cu、2H⁺+2e^-=H₂↑，两极均产生标准状况下16.8L气体，其中阳极产生的O₂在标准状况下是5.6L，根据电极反应式结合电子守恒来计算回答．

解答： 解：（1）电解500mL一定浓度的NaCl与CuSO₄混合溶液，阳极发生2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，电极上产生标准状况下16.8L即0.75mol气体，阳极产生的O₂在标准状况下是5.6L即0.25mol，所以产生氯气是0.5mol，所以氯离子的物质的量是：0.5mol×2=1.0mol，原溶液中NaCl的物质的量浓度c=

1.0mol

0.5L

=2mol/L；
阴极发生Cu²⁺+2e^-=Cu、2H⁺+2e^-=H₂↑，该电极上产生16.8L即0.75mol氢气，转移电子是1.5mol，所以铜离子转移电子是0.5mol，铜离子的物质的量是0.25mol，硫酸铜的物质的量浓度c=

0.25mol/L

0.5L

=0.5mol/L，
答：原溶液中NaCl和CuSO₄的物质的量浓度分别是：c（NaCl）=2mol/L，c（CuSO₄）=0.5mol/L；
（2）阳极上反应：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，阳极产生的O₂在标准状况下是5.6L即0.25mol，消耗氢氧根离子是1mol，阴极反应：2H⁺+2e^-=H₂↑，产生0.75mol氢气，消耗氢离子是1.5mol，所以溶液中的氢氧根离子是1.5mol-1.0mol=0.5mol，氢氧根离子浓度c=

n

V

=

0.5mol

0.5L

=1mol/L，
答：电解后溶液的c（OH^-）=1.0mol/L．

点评：本题涉及电解池的工作原理以及根据电极反应的计算知识，注意电极反应式的书写是关键，难度不大．