Question

电解1mol/L CuSO₄和0.1mol/L Cu(NO₃)₂的混合液100mL，当阳极析出896mL（标准状况）气体时，切断电源，使电极仍浸在溶液中，经充分反应后，阴极比原来增重多少克？溶液的pH是多少？（lg2=0.3）

 

Answer 1

【答案】

0.1

【解析】

试题分析：根据离子的放电顺序可知

阳极：4OH^－ －4e^－＝O₂↑＋ 2H₂O

阴极：2Cu²⁺＋4e^－ = 2Cu

原溶液中n（Cu²⁺）＝1mol/L×0.1L＋0.1 mol/L×0.1L＝0.11mol

电解中共生成氧气n（O₂）＝

根据电荷守恒可知

2Cu²⁺～O₂～4OH^－ ～ 4H⁺

2mol  1mol          4mol

x     0.04mol       y

解得x＝0.08mol、y＝0.16mol

铜与稀硝酸反应多的方程式是

3Cu + 2 NO₃^－+ 8H⁺＝3Cu²⁺  + 2NO + 4H₂O

3mol  2mol    8mol

a     0.02mol  b

解得a＝0.03mol、b＝0.08mol

即NO₃^－对于Cu及H⁺均不足量

所以阴极增重（即阴极上剩余Cu）∶（0.08mol－0.03mol）×64g/mol＝3.2g

溶液中c（H⁺）＝（0.16mol-0.08mol）÷0.1L＝0.8mol/L

所以pH＝－lg0.8＝－lg8＋1＝－3lg2＋1＝0.1

考点：考查电解的有关判断和计算

点评：本题难度较大，对学生的要求较高。主要是有利于培养学生严谨的思维方式以及分析、总结、推理能力，也有利于培养学生的规范答题能力，提高学习兴趣。