Question

14．電解原理在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用．現(xiàn)將某同學(xué)設(shè)計(jì)的原電池通過
導(dǎo)線與圖中的電解池相連，其中a為電解液，X和Y均為惰性電極，則：
（1）若a為CuSO₄溶液，則電解時(shí)的化學(xué)方程式為2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄．
（2）若電解含有0.04molCuSO₄和0.04molNaCl的混合溶液400mL，當(dāng)陽極產(chǎn)生672mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）氣體時(shí)，溶液的pH=1（假設(shè)電解后溶液體積不變）．

Answer 1

分析 （1）電解硫酸銅溶液時(shí)，陽極上氫氧根離子放電，陰極上銅離子放電；
（2）先根據(jù)離子放電順序及溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量確定陽極上析出的物質(zhì)，再根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算陰極上析出的物質(zhì)，根據(jù)溶液中氫離子濃度計(jì)算溶液的pH．

解答 解：（1）電解硫酸銅溶液時(shí)，陽極上氫氧根離子放電，陰極上銅離子放電，所以電池反應(yīng)式為
2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，故答案為：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
（2）電解混合溶液時(shí)，陽極上氯離子放電，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，0.04mol氯離子只能生成0.02mol氯氣，即448mL氯氣，轉(zhuǎn)移0.04mol電子，共生成672mL氣體，說明還有224mL氣體來自于水的電解，根據(jù)4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑知，生成224mL氧氣又轉(zhuǎn)移0.04mol電子，所以電解過程中一共轉(zhuǎn)移0.08mol電子，陰極上先銅離子放電，電極反應(yīng)式為：Cu²⁺+2e^-=Cu，現(xiàn)有0.04mol銅離子恰好完全電解析出，由此可得整個(gè)過程中消耗了0.04mol氫氧根離子，根據(jù)水的電離方程式知，溶液中氫離子濃度為0.04mol，則氫離子濃度為0.1mol/L，則溶液的pH=1，
故答案為：1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電解池的工作原理以及計(jì)算，溶液pH的計(jì)算，根據(jù)溶液中的溶質(zhì)計(jì)算陽極上的產(chǎn)物，再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子相等進(jìn)行解答即可，難度中等．