Question

急！一道高二化学题将500ml0.1mol/LCuSO4和1mol/LNaCl混合溶液，用石墨为电极电解

将500ml0.1mol/LCuSO4和1mol/LNaCl混合溶液，用石墨为电极电解一段时间后在阳极收集到4.48L（标况）气体，溶液体积几乎没有变化，求：
（1）阴极析出铜的质量。
（2）电解后溶液中NaCl的物质的量浓度。
（3）电解后溶液中c(OH-)的浓度。
答案是（1）3.2g（2）0.2mol/L（3）0.6mol/L 要详细过程。谢啦

Answer 1

(1)500ml0.1mol/LCuSO4和1mol/LNaCl则：CuSO4为：0.05mol；NaCl为0.5mol
4.48L Cl2 即4.48/22.4=0.2mol 失去0.4mol电子
阴极是铜得电子，但只有0.05mol的最多只能得0.1mol电子，其它电子为H+所得，即Cu完全析出：0.05mol*64g/mol=3.2g
（2）生成0.2molCl2则溶液中剩余Cl—的物质的量为：0.5一0.2*2=0.1mol
所以溶液剩余NaCl的物质的量为：0.1mol
电解后溶液中NaCl的物质的量浓度为：0.1mol/0.5L=0.2mol/L
（3）电解后的溶液为：Na2SO4、NaOH、NaCl的混合溶液
又SO42—的物质的量为0.05mol，Na+为0.5mol，Cl—为0.1mol即Na2SO4为0.05mol，NaCl为0.1mol所以NaOH应为0.3mol（依据Na+守恒）
c(OH-)的浓度为：0.3mol/0.5L=0.6mol/L

Answer 2

（1）4.48L的气体为0.2mol的Cl2，根据得失电子守恒，Cu应为0.2mol，
但是混合溶液中Cu的总物质量为0.5×0.1=0.05mol
故阴极析出的Cu为0.05×64=3.2g
（2）氯离子总物质量0.5×1=0.5mol
故剩余的氯离子物质的量为0.5-0.2×2=0.1mol
电解后溶液中NaCl的物质的量浓度为0.1÷0.5=0.2mol/L
（3）电解后，溶液中的阳离子只有Na，为0.5mol，硫酸根的物质的量为0.5×0.1=0.05mol
故n(OH-)=0.5-0.05×2（硫酸根）-0.1（氯离子）=0.3mol
电解后溶液中c(OH-)的浓度为0.3/0.5=0.6mol/L

追问

n(OH-)=0.5-0.05×2（硫酸根）-0.1（氯离子）=0.3mol
这个地方看不懂，麻烦解答一下，谢谢！

追答

溶液得是中性的啊，阴阳离子电荷相等

溶液得是中性的啊，Na离子为0.5mol，故其它阴离子的总和也为0.5mol，硫酸根是二价，所以乘以2

Answer 3

(1) CuCl2 = Cu + Cl2
1mol 22.4L
x 4.48L
x = 0.2mol > 0.1*0.5
l因此铜完全电解析出
m(Cu) = 0.05*64 = 3.2g
另外在阴极应该还有0.15molH2产生，这部分相当于电解食盐水。
(2) c(NaCl) = (0.5*1 - 4.48/22.4*2)/0.5 = 0.2mol/L
(3) 2NaCl + 2H2O = H2 + Cl2 + 2NaOH
1mol 2mol
0.15mol 0.3mol
c(OH-) = 0.3/0.5 = 0.6 mol/L