Question

电解池计算题

以石墨为电极，点解1L硫酸铜和氯化钠的混合溶液.其中硫酸铜和氯化钠的物质的量和为0.2mol，硫酸铜的物质的量分数为X
（1）若X=0.5，当cu2+在阴极刚好完全析出产生的气体是什么，其物质的量为什么，所得溶液PH为多少？（电解前后溶液体积不变，且不考虑产生气体的溶解）
答案：
解：若X=0.5，那么硫酸铜和氯化钠的物质的量就分别为0.1mol了。
当cu2+在阴极刚好完全时，电子转移了0.2mol，氯离子只有0.1mol，只能转移0.1mol电子；所以产生的气体是氧气。物质的量根据电子转移酸，生成氧气转移电子：0.2mol-0.1mol==0.1mol
生成氧气0.025mol（氧气与电子的关系式为1：4），消耗氢氧根离子0.1mol，那剩余氢离子0.1mol，氢离子浓度为0.1mol/1L==0.1mol/L；pH==1

不懂为什么没有H2生成，电解NaCl不是生成Cl2和H2吗？还有就是电解CuSO4生成H2SO4，电解NaCl生成NaOH，且CuSO4，NaCl均为0.1mol，根据电解方程式，生成的H2SO4和NaOH的物质的量正好相等，那pH不就等于7了？
答案：Cl2 0.05mol
02 0.025mol
pH=1

Answer 1

注意题目，电解的是硫酸铜和氯化钠的混合溶液，那么溶液中大量存在的是Cu2+，SO4 2-，Cl-和Na+离子。根据氧化还原性的强弱，Cu2+在阴极先得电子变为Cu，而Cl-在阳极失去电子变为Cl2.
0.1mol Cu2+需要0.2mol电子才能转变为单质Cu,而Cl-只有0.1mol所以在Cu完全析出前，0.1mol的Cl-就已经变为了0.05mol的Cl2了.此时Cu2+还剩余0.05mol，而SO4 2-不参与电解反应所以接下来是OH-在阴极放电，变为水和氧气.
剩余的Cu2+还需要0.1mol电子才能完全析出，而这0.1mol电子可以使0.1mol的OH-变为0.025mol O2和0.05mol H2O.
当Cu完全析出时电解结束，所以并不会产生H2
此时OH-消耗了0.1mol/L，相当于H+增加了0.1mol/L，由于中性溶液pH=7，所以电解前c(H+)=10^-7mol/L,而电解后增加0.1mol/L，又10^-7可以忽略不计，所以电解后的溶液中c(H+)=0.1mol/L
pH=-(log[H+])=-(log 0.1)=1