Question

将1L含有0.3mol CuSO₄和0.2mol NaCl的水溶液用惰性电极电解一段时间后，若在一个电极上得到0.2mol Cu；则：
（1）另一电极上析出气体（在标准状况下）的体积为

 

L（假定生成的气体全部逸出）．
（2）把此时的溶液稀释到20L后溶液的pH等于

 

（假定生成的气体全部逸出）．

Answer 1

分析：（1）电解硫酸铜和氯化钠混合溶液时，阴极上铜离子先放电，然后氢离子放电，阳极上氯离子先放电，然后氢氧根离子放电，若在一个电极上得到0.2mol Cu，根据转移电子守恒判断另一电极上生成气体成分及生成气体的物质的量，再根据V=nV_m计算生成气体体积；
（2）根据氧气和氢离子之间的关系式计算氢离子的物质的量，再根据c=

n

V

、pH=-lgc(H+)计算．

解答：解：（1）电解硫酸铜和氯化钠混合溶液时，阴极上铜离子先放电，然后氢离子放电，阳极上氯离子先放电，然后氢氧根离子放电，若在一个电极上得到0.2mol Cu，转移电子的物质的量=0.2mol×2=0.4mol，
阳极上0.2mol氯离子放电转移电子的物质的量=0.2mol×1=0.2mol＜0.4mol，所以阳极上还有氢氧根离子放电，转移0.2mol电子生成氧气的体积=

0.2mol

4

×22.4L/mol=1.12L，生成氯气的体积=

0.2mol

2

×22.4L/mol=2.24L，所以一共有3.36L气体生成，
故答案为：3.36；
（2）阳极上氢氧根离子放电时生成氢离子，实际上是电解硫酸铜溶液，2H₂O+2Cu

电解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，
根据（1）知，生成氧气的物质的量=

0.2mol

4

=0.05mol，根据氧气和氢离子之间的关系式得n（H⁺）=4n（O₂）
=0.2mol，c（H⁺）=

0.2mol

20L

=0.01mol/L，所以溶液的pH=2，
故答案为：2．

点评：本题考查了电解原理，明确离子放电顺序是解本题关键，结合转移电子守恒确定阳极上放电的离子，根据物质之间的关系式来分析解答，难度中等．