Question

（12分）常温下电解200 mL一定浓度的NaCl与CuSO₄混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如右图Ⅰ、Ⅱ所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），根据图中信息进行下列计算：

（1）原混合溶液NaCl和CuSO₄的物质的量浓度。

（2）t₂时所得溶液的c(H⁺)。

（3）电解至t₃时，消耗水的质量。

Answer

（12分）（1）c(NaCl)=0.1mol/L c(CuSO4)＝0.1mol/L （2）0.1mol/L （3）0.72g

【解析】

试题分析：电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，阳极发生2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极发生Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑，结合图可知，Ⅰ为阴极气体体积与时间的关系，Ⅱ为阳极气体体积与时间的关系，

（1）由图可知，产生氯气为224mL，其物质的量为0.224L/22.4L•mol-1=0.01mol，由2Cl--2e-=Cl2↑可知溶液里Cl-的物质的量为0.01mol×2=0.02mol，t2时生成氧气为112mL，n(O2)=0.112L/22.4L•mol-1=0.005mol，则共转移电子为0.01mol×2+0.005mol×4=0.04mol，根据电子守恒及Cu2++2e-=Cu可知，n(CuSO4)=0.04mol/2=0.02mol，所以c(NaCl)=0.02mol/0.2L=0.1mol/L，c(CuSO4)=0.02mol/0.2L=0.1mol/L；

（2）由t2时4OH--4e-=O2↑+2H2O～4H+，n(H+)=0.005mol×4=0.02mol，则溶液的c(H+)=0.02mol/0.2L=0.1mol/L；

（3）电解至t3时，电解生成氧气为672mL-224mL=448mL，均来源于水，由2H2OO2↑+2H2↑，

n(H2O)=0.448L/22.4L•mol-1×2=0.04mol，所以电解水的质量为0.04mol×18g/mol=0.72g。

考点：电解原理及计算