Question

若用氢氧燃料电池电解由NaCl和CuSO₄组成的混合溶液，其中c（Na⁺）=3c（Cu²⁺）=0.3mol?L^―1，取该混合液100mL用石墨做电极进行电解，通电一段时间后，在阴极收集到0.112L（标准状况）气体。（写出计算过程）

①若溶液体积仍为100mL，此时溶液的pH为多少？（不考虑硫酸铜水解）

②此时氢氧燃料电池中消耗H₂和O₂的质量各是多少？（保留2位小数）

Answer 1

①阴极反应为：Cu²⁺+2e^―=Cu    2H⁺+2e^―=H₂↑

当阴极收集到氢气0.112L时，铜已反应完全，共转移电子0.03mol，

此时阳极2Cl^―－2e^―=Cl₂↑反应恰好完全。

溶液中剩余的[OH^―]=0.1mol/L，溶液PH=13。

②设消耗H₂和O₂的质量分别为x、y。

2H₂      +     O₂          2H₂O    ~   4e^―

4g           32g                     4mol

x             y                    0.03mol

解得：x=0.03g   y=0.24g

所以，消耗H₂  0.03g；消耗O₂ 0.24g。