Question

18．常溫下用惰性電極電解200mLNaCl、CuSO₄的混合溶液，所得氣體的體積隨時(shí)間變化如圖所示，根據(jù)圖中信息回答下列問題，（氣體體積已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積，且忽略氣體在水中的溶解和溶液體積的變化）
（1）曲線（填Ⅰ或Ⅱ）表示陽極產(chǎn)生氣體的變化；
（2）NaCl的物質(zhì)的量濃度為0.1mol/L．CuSO₄ 的物質(zhì)的量濃度0.1mol/L．
（3）t₂時(shí)所得溶液的pH為1．

Answer 1

分析 本題的關(guān)健是對(duì)圖象的解讀．剛開始時(shí)陰極Cu²⁺得電子，無氣體放出，Cu²⁺反應(yīng)完溶液中的H⁺放電，Ⅰ是H₂，陽極先是溶液中的Cl^-放電，反應(yīng)完后溶液中的OH^-放電，電解200mL一定濃度的NaCl與CuSO₄混合溶液，陽極發(fā)生2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，陰極發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu、2H⁺+2e^-=H₂↑，結(jié)合圖可知，Ⅰ為陰極氣體體積與時(shí)間的關(guān)系，Ⅱ?yàn)殛枠O氣體體積與時(shí)間的關(guān)系，計(jì)算時(shí)抓住電子守恒．

解答 解：（1）電解200mL一定濃度的NaCl與CuSO₄混合溶液，陽極發(fā)生2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，陰極發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu、2H⁺+2e^-=H₂↑，所以陽極上先產(chǎn)生氣體，曲線Ⅱ表示陽極產(chǎn)生氣體的變化，故答案為：Ⅱ；
（2）結(jié)合圖可知，Ⅰ為陰極氣體體積與時(shí)間的關(guān)系，Ⅱ?yàn)殛枠O氣體體積與時(shí)間的關(guān)系①由圖可知，產(chǎn)生氯氣為224mL，則由2Cl^--2e^-=Cl₂↑可知，n（NaCl）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$×2=0.02mol，所以c（NaCl）=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，
由t₂時(shí)生成氧氣為112mL，n（O₂）=$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=0.005mol，則共轉(zhuǎn)移電子為0.02mol+0.005mol×4=0.04mol，
根據(jù)電子守恒及Cu²⁺+2e^-=Cu可知，n（CuSO₄）=$\frac{0.04mol}{2}$=0.02mol，所以c（CuSO₄）=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，
故答案為：0.1mol/L；0.1mol/L；
 （3）由t₂時(shí)4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O～4H⁺，n（H⁺）=0.005mol×4=0.02mol，則溶液的c（H⁺）=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，pH=1，
故答案為：1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電解原理，明確發(fā)生的電極反應(yīng)及圖圖象的對(duì)應(yīng)關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵，注意把握電極反應(yīng)式的書寫，為解該題的關(guān)鍵，題目難度中等．