Question

7．将2L含有0.3mol CuSO₄和0.4mol NaCl的水溶液用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上得到0.3mol Cu后并析出2.24L（标准状况）气体，则另一电极上先后析出的气体的成分是什么？其物质的量分别为多少？

Answer 1

分析 根据原子守恒得n（Cu）=n（CuSO₄）=0.3mol，电解时阴极上Cu ²⁺先析出，然后H⁺放电生成H₂，阴极生成n（H₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，阴极转移电子物质的量=2（Cu）+2n（H₂）=0.3mol×2+0.1mol×2=0.8mol，阳极上先Cl^-放电，Cl^-完全放电转移电子物质的量=0.4mol×1=0.4mol＜0.8mol，则阳极上还生成O₂，根据转移电子守恒计算生成氧气物质的量，据此分析解答．

解答 解：根据原子守恒得n（Cu）=n（CuSO₄）=0.3mol，电解时阴极上Cu ²⁺先析出，然后H⁺放电生成H₂，阴极生成n（H₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，阴极转移电子物质的量=2（Cu）+2n（H₂）=0.3mol×2+0.1mol×2=0.8mol，阳极上先Cl^-放电，Cl^-完全放电转移电子物质的量=0.4mol×1=0.4mol＜0.8mol，则阳极上还生成O₂，根据Cl原子守恒得n（Cl₂）=$\frac{1}{2}$n（NaCl）=$\frac{1}{2}$×0.4mol=0.2mol，n（O₂）=$\frac{0.8mol-0.4mol}{4}$=0.1mol，
答：另一电极上先后析出的气体的成分是Cl₂和O₂，其物质的量分别是0.2mol、0.1mol．

点评 本题以电解原理为载体考查物质的量有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，正确判断各个电极上发生的反应是解本题关键，阴阳极上转移电子守恒，根据转移电子守恒计算即可，题目难度不大．