Question

如图装置B中是浓度均为0.1mol/L的NaCl、CuSO₄混合溶液，溶液体积为500ml，M、N均为石墨电极，当装置A中Zn棒质量减少6.5g时，N上质量增加

 

g；此时，所有电极上总共收集到的气体的总体积为

 

L（换算成标准状况下的体积）．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：A能自发的进行氧化还原反应而作原电池，B连接外接电源属于电解池；根据转移电子相等及溶液中铜离子的物质的量计算N上质量增加量；此时，A装置：铜棒电极方程式为2H⁺+2e^-=H₂↑，B装置M作阳极，N作阴极，
阳极上氯离子放电生成氯气2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，阴极发生Cu²⁺+2e^-=Cu、2H⁺+2e^-=H₂↑，根据电极反应式结合电子守恒来计算回答．

解答： 解：A能自发的进行氧化还原反应而作原电池，B连接外接电源属于电解池，
M作阳极，N作阴极，电解氯化钠和硫酸铜混合溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上铜离子放电生成铜，串联电路中转移电子数相等，所以当装置A中Zn棒质量减少6.5g时，

6.5g

65g/mol

×64g/mol=6.4g，实际上溶液中铜离子的质量=0.1mol/L×0.5L×64g/mol=3.2g，所以析出铜的质量是3.2g，
当装置A中Zn棒质量减少6.5g时，装置中转移的电子数为：

6.5g

65g/mol

×2=0.2mol，B中NaCl、CuSO₄的物质的量都为n=cv=0.1mol/L×0.5L=0.05mol，
A装置原电池中，易失电子的金属锌作负极，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应而生成氢气，电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑，生成的氢气的物质的量为0.1mol，
B装置中阳极上氯离子放电生成氯气2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，生成氯气0.025mol，根据得失电子守恒，生成氧气

0.2mol-0.05mol

4

=0.0375mol，阴极发生Cu²⁺+2e^-=Cu、生成铜0.05mol，根据得失电子守恒，2H⁺+2e^-=H₂↑，

0.2mol-0.05×2mol

2

=0.05mol，
所以生成气体总的物质的量为：0.1mol+0.025mol+0.0375mol+0.05mol=0.2125mol，总体积为v=n×v_m=0.2125mol×22.4L/mol=4.76L，
故答案为：3.2；4.76；

点评：本题为电化学知识的综合应用，做题时要注意根据电极反应现象判断出原电池池的正负级，进而判断出电解池的阴阳极，要注意串联电路，各电极上得失电子的数目相等，做题时要正确写出电极方程式，准确判断两极上离子的放电顺序，题目难度中等．