Question

常温下电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO₄混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图Ⅰ、Ⅱ所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），根据图中信息进行下列计算：
（1）原混合溶液NaCl和CuSO₄的物质的量浓度．
（2）t₂时所得溶液的c（H⁺）．
（3）电解至t₃时，消耗水的质量．

Answer

电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，阳极发生2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极发生Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑，结合图可知，Ⅰ为阴极气体体积与时间的关系，Ⅱ为阳极气体体积与时间的关系，以此来计算．
【解析】
电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，阳极发生2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极发生Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑，结合图可知，Ⅰ为阴极气体体积与时间的关系，Ⅱ为阳极气体体积与时间的关系，
（1）由图可知，产生氯气为224mL，则由2Cl--2e-=Cl2↑可知，n（NaCl）=×2=0.02mol，所以c（NaCl）==0.1mol/L，
由t2时生成氧气为112mL，n（O2）==0.005mol，则共转移电子为0.02mol+0.005mol×4=0.04mol，
根据电子守恒及Cu2++2e-=Cu可知，n（CuSO4）==0.02mol，所以c（CuSO4）==0.1mol/L，
答：原混合溶液NaCl和CuSO4的物质的量浓度均为0.1mol/L；
（2）由t2时4OH--4e-=O2↑+2H2O～4H+，n（H+）=0.005mol×4=0.02mol，则溶液的c（H+）==0.1mol/L，
答：溶液的c（H+）为0.1mol/L；
（3）电解至t3时，电解生成氧气为672-224mL=448mL，均来源于水，由2H2OO2↑+2H2↑，n（H2O）=×2=0.04mol，所以电解水的质量为0.04mol×18g/mol=0.72g，答：电解至t3时，消耗水的质量为0.72g．