Question

【题目】常温下用惰性电极电解200 mLNaCl、CuSO4的混合溶液，所得气体的体积随时间变化如图所示，根据图中信息回答下列问题。(气体体积已换算成标准状况下的体积，且忽略气体在水中的溶解和溶液体积的变化)。

（1）曲线___(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)表示阳极产生气体的变化。

（2）NaCl的物质的量浓度为___，CuSO4的物质的量浓度为___。

（3）t2时所得溶液的pH为___。

Answer 1

【答案】Ⅱ 0.1mol/L 0.1mol/L 1

【解析】

刚开始时阴极Cu2+得电子，无气体放出，Cu2+反应完溶液中的H+放电，Ⅰ是H2，阳极先是溶液中的Cl-放电，反应完后溶液中的OH-放电，电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，阳极发生2Cl--2e-=Cl2↑、2H2O—4e-=O2↑+4H+，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，计算时抓住电子守恒。

（1）电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，阳极发生2Cl-﹣2e﹣=Cl2↑、2H2O—4e-=O2↑+4H+，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，故答案为：Ⅱ；

（2）由图可知，电解氯化钠溶液产生氯气为224mL，则由2Cl--2e-=Cl2↑可知，n（NaCl）=×2=0.02mol，则NaCl的物质的量浓度c（NaCl）==0.1mol/L，由t2时生成氧气为112mL，n（O2）==0.005mol，则阳极共转移电子为0.02mol+0.005mol×4=0.04mol，由得失电子数目守恒可知c（CuSO4）==0.1mol/L，故答案为：0.1mol/L；0.1mol/L；

（3）由t2时电极反应式2H2O—4e-=O2↑+4H+可知溶液中n（H+）=0.005mol×4=0.02mol，溶液的c（H+）==0.1mol/L，则溶液中pH=1，故答案为：1。