Question

常温下，电解200 mL物质的量浓度都是0.2 mol·L^-1 NaCl与CuSO₄混合溶液，理论上阴极收集到气体的体积为896 mL(气体体积已换算成标准状况下的体积)，试回答：

（1）写出阴极、阳极两极的电极反应式。

（2）阳极收集到气体的体积为多少毫升？

Answer 1

（1）阴极：Cu²⁺+2e^-====Cu

2H⁺+2e^-====H₂↑

阳极：2Cl^--2e^-====Cl₂↑

4OH^--4e^-====2H₂O+O₂↑

（2）阴极收集的气体是氢气n=0.04 mol

n（Cu²⁺）=0.04 mol  n（Cl₂）=0.02 mol

依据得失电子守恒得出：

n（O₂）=0.03 mol

V=1.12 L

解析：本题考查物质的量在电解中的应用。溶液中阴极上的离子放电的顺序为Cu²⁺、H⁺、Na⁺，有=0.04 mol H₂生成，说明Cu²⁺已经全部放电。转移电子的物质的量之和为0.04 mol×2+0.04 mol×2=0.16 mol；阳极离子放电顺序为Cl^-、OH^-、，所以生成气体为Cl₂，由Cl^-守恒得n(Cl₂)=0.02 mol。生成O₂的物质的量为=0.03 mol，阳极生成的气体的总体积为（0.02 mol+0.03 mol）×22.4 L·mol^-1=1.12 L。