Question

【题目】常温下电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图中Ⅰ、Ⅱ所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），根据图中信息进行下列计算：（要求写出计算步骤）
（1）原混合溶液中CuSO4的物质的量浓度．
（2）电解至t3时，消耗水的质量．

Answer 1

【答案】
（1）解：电解200mL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↑，结合图可知，Ⅰ为阴极气体体积与时间的关系，Ⅱ为阳极气体体积与时间的关系，

由图可知，产生氯气为224mL，则由2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑可知，n（NaCl）= ×2=0.02mol，所以c（NaCl）= =0.1mol/L，

由t2时生成氧气为112mL，n（O2）= =0.005mol，则共转移电子为0.02mol+0.005mol×4=0.04mol，

根据电子守恒及Cu2++2e﹣=Cu可知，n（CuSO4）= =0.02mol，所以c（CuSO4）= =0.1mol/L，

答：原混合溶液NaCl和CuSO4的物质的量浓度均为0.1mol/L；

（2）解：电解至t3时，电解生成氧气为672﹣224mL=448mL，均来源于水，由2H2O O2↑+2H2↑，n（H2O）= ×2=0.04mol，所以电解水的质量为0.04mol×18g/mol=0.72g，答：电解至t3时，消耗水的质量为0.72g．
【解析】电解200mL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↑，结合图可知，Ⅰ为阴极气体体积与时间的关系，Ⅱ为阳极气体体积与时间的关系，以此来计算．