Question

将0.3mol NaCl固体与0.1mol CuSO₄?5H₂O固体混合溶于水，配成1000mL混合液．然后取出200ml溶液，用石墨作电极，通电一段时间．电解过程分为三个阶段试回答：
（1）其中第一阶段发生的电解反应的离子方程式为

Cu²⁺+2Cl^-Cu+Cl₂

．
（2）电解的最后一个阶段，阴极上发生的电极反应式变为

2H⁺+2e^-═H₂

．
（3）若Cl^-正好全部变为氯气逸出时，阴极上产生气体的体积

0.224L

L（标准状况下）

Answer 1

分析：（1）根据溶液中阴阳离子的放电顺序，判断每一阶段放电的离子，然后写出电解反应的离子方程式．
（2）先确定最后阶段放电的离子，再写出阴极上发生的电极反应式．
（3）先根据题意判断当阴极有气体产生时发生的电解反应，然后计算铜全部析出时剩余的氯离子的物质的量，根据氯离子的物质的量计算阴极上生成气体的体积．

解答：解：根据题意知，取出的溶液中含有的溶质的物质的量分别为：NaCl0.06mol，CuSO₄0.02mol；溶液中阴阳离子的放电顺序分别为：阳离子放电顺序Cu²⁺＞H⁺＞Na⁺，阴离子放电顺序为Cl^-＞OH^-＞SO₄^2-
所以，该溶液电解三个阶段分别为：
第一阶段：Cu²⁺和Cl^-放电，生成氯气和铜；
根据得失电子相等知，铜离子先完全电解，氯离子还剩0.02mol，所以发生第二阶段电解反应；
第二阶段：H⁺ 和Cl^-放电，生成氢气和氯气；
根据得失电子相等知，氯离子完全电解，发生第三阶段反应，
第三阶段：H⁺ 和OH^-放电，生成氢气和氧气．
（1）根据以上分析知，第一阶段的电解反应为Cu²⁺+2Cl^-

电解  .

Cu+Cl₂
故答案为Cu²⁺+2Cl^-

电解  .

 Cu+Cl₂
（2）电解的最后阶段，H⁺ 在阴极上放电，OH^-的阳极上放电，分别生成氢气和氧气．
故答案为：2H⁺+2e^-═H₂↑
（3）当铜离子全部生成铜单质时，根据得失电子相等知，氯离子还剩0.02mol．
当阴极上有气体生成时，发生的电解反应为：
2Cl^-+2H₂O

电解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-
  2                  22.4L
0.02mol              0.224L   
故答案为 0.224L．

点评：解题时注意以下几点：
1、混合溶液中离子的放电顺序．
2、发生电解反应的三个阶段．
只有明确知道这些问题才能正确解答本题．