Question

已知阿伏加德罗常数为N_A＝6×10²³mol^－1，在如图所示的一闭合电路中，电源电动势E＝6V，r＝2.5W，R₁＝3W，R₂为滑动变阻器，电极为铂电极，烧杯中盛有NaC13×10^－3mol，H₂S0₄1×10^－3mol和足量水，电解池内阻r′＝9W.求：

(1)当电源输出功率最大时，R₂为多少欧姆？

(2)当溶液pH＝7时，R₁和R₂共消耗电能多少焦耳？

(3)在40min内，电解溶液产生的是什么气体，各为多少摩尔？

 

Answer 1

答案：
解析：
提示：

提示：(2)由于溶液中各离子的放电顺序不同，整个过程可分为两个阶段：一是可看作电解HCl，溶液c(H＋)减小，pH上升至pH＝7，溶液呈中性；二是可看作电解NaCl，生成NaOH，使溶液中c(OH－)增大，pH上升，c(Cl－)完全转化为C12，即电解水．由于pH＝7，故H2S04中的H＋恰好完全释放，通过的电子为2×10－3mol，Q＝192C．由外电路得I1＝1A，I2＝0.2A，因为Q＝I2t，所以t＝960s，W＝I12R1t＋I22R2t＝3110.4J； (3)40min内，可知C1－1全转化为Cl2，H＋全转化为H2，及一部分水电解生成OH－和H2、O2，由各化学方程式的比例关系可得：Cl21.5×10－3mol，H22.5×10－3 mol，O25×10－4m0l．