Question

电解氯化铜溶液时,在阴极上析出15.9g铜,问从阳极能析出多少升的氯气?

Answer 1

问：电解氯化铜溶液时,在阴极上析出15.9g铜,问从阳极能析出多少升的氯气?

答：在电解氯化铜溶液时，氯离子会在阳极上被氧化成气态的氯气，铜离子则在阴极上被还原成固态的铜。根据电解反应的电子平衡原则，阳极上产生的电子数目必须等于阴极上消耗的电子数目。在这个问题中，我们可以利用阴极上析出的铜的质量来计算出消耗的电子数目，然后利用电子平衡原则计算出阳极上产生的氯气的量。首先，我们需要将阴极上析出的铜的质量转换成电子数目。由于铜是在2+价态被还原成固态的，因此每个铜离子需要2个电子，因此15.9克的铜需要的电子数目为：15.9 g Cu x (1 mol Cu / 63.55 g Cu) x 2 e- / (1 mol Cu2+) = 0.500 mol e-根据电子平衡原则，阳极上产生的电子数目必须等于阴极上消耗的电子数目。因此，阳极上产生的电子数目也是0.500 mol e-。

答：由于每个氯离子在氧化成气态的氯气时会失去1个电子，因此需要0.500 mol的电子数目来氧化成气态的氯气的氯离子数目为：0.500 mol e- x (1 mol Cl- / 1 mol e-) = 0.500 mol Cl-根据气态氯气的摩尔体积为 22.4 L/mol，得出从阳极能析出的氯气体积为：0.500 mol Cl- x (22.4 L/mol) = 11.2 L因此，从阳极上能够析出11.2升的氯气。