Question

14．用碳棒作电极，在Na⁺、Cu²⁺、Cl^-、SO₄^2-等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式：
（1）当阴极放出H₂，阳极放出O₂时，电解质是Na₂SO₄；
（2）当阴极析出金属，阳极放出O₂时，电解质是CuSO₄；
（3）当阴极放出H₂，阳极放出Cl₂时，电解质是NaCl；
（4）通过电子的物质的量与阴极析出的金属的物质的量、阳极析出的气体的物质的量之比为4：2：1时，电解质的化学式是CuSO₄．

Answer 1

分析 阴极上阳离子放电顺序为Ag⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Na⁺，阳极上阴离子放电顺序为Cl^-＞OH^-＞SO₄^2-、NO₃^-，
（1）当阴极放出H₂，阳极放出O₂时，则溶液中的电解质不放电，根据离子的放电顺序分析；
（2）当阴极析出金属，则金属离子为Cu²⁺或Ag⁺，阳极放出O₂时，阴离子为SO₄^2-或NO₃^-；
（3）当阴极放出H₂，则阴极为H⁺放电，阳极放出Cl₂阴离子为Cl^-放电；
（4）通过电子的物质的量与阴极析出的金属、阳极析出的气体的物质的量之比为4：2：1时，说明生成1mol气体转移4mol电子，生成1mol金属转移2mol电子．

解答 解：阴极上阳离子放电顺序为Cu²⁺＞H⁺＞Na⁺，阳极上阴离子放电顺序为Cl^-＞OH^-＞SO₄^2-，
（1）阴极放出H₂，阳极放出O₂，说明相当于电解水，所以溶质可以是Na₂SO₄．故答案为：Na₂SO₄；
（2）在水溶液中Na⁺不可能放电，所以只能是Cu²⁺放电．阳极放出O₂，说明是OH^-放电，所以不能还原氯离子，溶质是CuSO₄．故答案为：CuSO₄；
（3）阴极放出H₂，说明是溶液中的氢离子放电，因此不能含有铜离子．阳极放出Cl₂，说明溶液中必须含有氯离子，所以溶质为NaCl．故答案为：NaCl；
（4）阴极析出金属，说明必须含有铜离子．由于阴极析出的铜的物质的量和阳极析出的气体的物质的量之比为2：1，即每生成1mol该气体，反应中就转移4mol电子，所以气体是氧气．故溶质为CuSO₄．故答案为：CuSO₄．

点评 本题考查电解原理，明确离子的放电顺序是解答本题的关键，注意电极材料与发生的电极反应即可解答，题目难度不大．