Question

5．用石墨作电极电解c（NO₃^-）=6mol•L^-1的KNO₃和Cu（NO₃）₂的混合液500mL，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况）（电解池的电极均为石墨电极）．
①电解得到的Cu的质量为64g．
②原混合溶液中c（K⁺）为2mol/L．

Answer 1

分析 ①石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况），阴极发生反应为：Cu²⁺+2e^-═Cu、2H⁺+2e^-═H₂↑，阳极发生反应为：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，n（O₂）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，阴极生成n（H₂）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，根据转移电子相等计算析出n（Cu），由m=nM计算析出Cu的质量；
②根据电荷守恒计算c（K⁺）．

解答 解：①石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况），阴极发生反应为：Cu²⁺+2e^-═Cu、2H⁺+2e^-═H₂↑，阳极发生反应为：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，n（O₂）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，阴极生成n（H₂）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，根据转移电子相等得析出n（Cu）=$\frac{1mol×4-1mol×2}{2}$=1mol，m（Cu）=nM=1mol×64g/mol=64g，故答案为：64g；
②根据原子守恒得n[Cu（NO₃）₂]=n（Cu）=1mol，则c[Cu（NO₃）₂]=$\frac{1mol}{0.5L}$=2mol/L，根据电荷守恒得c（NO₃^-）=2c（Cu²⁺）+c（K⁺），c（K⁺）=c（NO₃^-）-2c（Cu²⁺）=6mol/L-2×2mol/L=2mol/L，
故答案为：2mol/L．

点评 本题考查电解原理，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，明确离子放电顺序及各个物理量之间的关系是解本题关键，注意转移电子守恒及原子守恒、电荷守恒的应用，题目难度不大．