Question

20．稱取5.0g膽礬晶體完全溶于水配成100mL溶液，并將所得溶液用惰性電極進(jìn)行電解，電解一段時(shí)間后，測得陰極增重0.25g．問此時(shí)：
（1）陽極上一共產(chǎn)生了多少體積氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）？
（2）求電解后的電解質(zhì)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度？（溶液體積改變忽略不計(jì)）

Answer 1

分析 （1）陰極增重既是Cu質(zhì)量，計(jì)算銅物質(zhì)的量和加入硫酸銅晶體所含銅離子物質(zhì)的量比較判斷電解過程中，硫酸銅過量，依據(jù)電極反應(yīng)過程中電子守恒計(jì)算陽極生成的氣體物質(zhì)的量，得到氣體體積；
（2）計(jì)算電解的硫酸銅溶液生成銅和放出氧氣質(zhì)量得到剩余溶液質(zhì)量，結(jié)合電解過程計(jì)算剩余硫酸銅質(zhì)量，根據(jù)c=$\frac{n}{V}$進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：：（1）陰極增重是Cu的質(zhì)量，物質(zhì)的量=$\frac{0.25g}{64g/mol}$=0.004mol，5.0g膽礬晶體（CuSO₄.5H₂O）物質(zhì)的量=$\frac{5.0g}{250g/mol}$=0.02mol．所以硫酸銅剩余，陽極只能產(chǎn)生O₂，依據(jù)電子守恒，生成氧氣與Cu等電子量=0.008mol，故氧氣為$\frac{0.008mol}{4}$=0.002mol標(biāo)準(zhǔn)狀況陽極氣體體積=0.002mol×22.4L/mol=0.0448L=44.8ml，
答：陽極上一共產(chǎn)生了氣體體積為44.8mL；
（2）硫酸銅剩余0.016mol，和0.004mol的硫酸，所以電解后的硫酸銅的物質(zhì)的量濃度為：$\frac{0.016mol}{0.1L}$=0.16mol/L，硫酸的物質(zhì)的量濃度為：$\frac{0.004mol}{0.1L}$=0.04mol/L，答：電解后溶質(zhì)硫酸銅和硫酸的物質(zhì)的量濃度分別為：0.16mol/L；0.04mol/L．

點(diǎn)評 本題考查了電解原理的分析應(yīng)用，電極反應(yīng)和電子守恒的計(jì)算分析，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．