Question

常温下电解200 mL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

（1）0.1mol/L；

（2）0.1mol/L；

（3）0.72g

【解析】

试题分析：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即=0.01mol，则由2Cl--2e-=Cl2↑可知，由t2时生成氧气为112mL，n（O2）==0.005mol，则共转移电子为0.01mol×2+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，故填：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，故填：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，故填：0.72g

考点：考查了电解原理及其计算的相关知识。