Question

将1L含有0.4mol CuSO₄和0.2mol NaCl的水溶液用惰性电极电解一段时间后，若在一个电极上得到0.3mol Cu，则：
求：（1）另一电极上析出气体（在标准状况下）的体积是多少？
（2）此时溶液的H⁺离子浓度是多少？（溶液体积变化不计）

Answer 1

考点：电解原理

专题：

分析：（1）电解硫酸铜和氯化钠溶液时，阳极上氯离子先放电，然后氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，后氢离子放电，当阴极上析出析出铜的物质的量为0.3mol＜0.4mol，根据转移电子守恒计算阳极上生成气体体积；
（2）根据电极上电子转移为0.4mol，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，反应的氢氧根的物质的量就是氢离子的物质的量．

解答： 解：（1）电解硫酸铜和氯化钠溶液时，阳极上氯离子先放电，然后氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，后氢离子放电，当阴极上析出析出铜的物质的量为0.3mol，阴极上转移电子的物质的量=0.3mol×2=0.6mol，
根据原子守恒知，溶液中n（Cl^-）=0.2mol，氯离子完全放电时转移电子的物质的量=0.2mol×1=0.2mol，生成氯气0.1mol；
所以阳极上有氧气生成，电极上电子转移为0.4mol，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，电极反应计算生成氧气0.1mol，所以阳极生成气体物质的量为0.2mol，标准状况下气体的体积为4.48L，
答：另一电极上析出气体（在标准状况下）的体积是4.48L；
（2）根据电极上电子转移为0.4mol，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，反应的氢氧根的物质的量就是氢离子的物质的量=0.4mol．溶液的体积是1L，浓度为0.4mol．L^-1，
答：此时溶液的H⁺离子浓度是0.4mol．L^-1．

点评：本题以电解原理为载体考查了物质的量的有关计算，明确阳极上析出气体的成分再结合转移电子相等即可解答，题目难度中等．