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【将500mL0.1mol・L-1CuSO4和1mol・L-1NaC1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(标况下)气体,溶液体积几乎没有变化.计算:(已知:lg2=0.3,lg3=0.5)⑴阴极析出铜的质量为g.⑵】
更新时间: 2025-08-24 06:34:22
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问题描述:

将500mL0.1mol・L-1CuSO4和1mol・L-1NaC1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(标况下)气体,溶液体积几乎没有变化.

计算:(已知:lg2=0.3,lg3=0.5)

⑴阴极析出铜的质量为g.

⑵电解后溶液中NaC1的物质的量浓度为mol・L-1

⑶电解后溶液的pH是.

陶泽回答:
  题目中可能发生的化学反应方程式如下:   2CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4   2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2   首先进行过量判断.根据反应物放电顺序可知:阳离子Cu2+>H+>Na+;阴离子:Cl->OH->SO42-.因此可知阳极先收集到Cl2.故先设NaCl完全反应生成气体X升.   据题意可得:2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2   2mol22.4L   0.5*1molx   解得:x=5.6L>4.48L.可知NaCl过量,阳极收集到的气体全部为Cl2.   然后将4.48LCl2代入方程式计算.设消耗NaClYmol.   2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2   2mol22.4L   Ymol4.48L   解得:Y=0.4mol.所以剩余[NaCl]=(0.5*1-0.4)/0.5=0.2mol/L   据题意可得关系式:   Cl22e-Cu   1mol2mol1mol   4.48/22.4=0.2mol0.4mol0.2mol>nCu2+总量0.05mol.   所以可知,Cu2+完全反应,析出Cu0.05mol为3.2g,生成Cu消耗电子0.05*2=0.1mol.   其余转移电子0.4-0.1=0.3mol都被H+得到,   2H++2e-=H2   2x052   Z0.3   解得:Z=0.3mol.这些H+都来自水.故溶液PH计算如下:   生成OH-与消耗的H+一样多,所以电解后溶液中【OH-】=0.3/0.5=0.6mol/L   此时溶液中【H+】=10-14/0.6mol/L   PH=-lg10-14/0.6=13-2lg3=12.4
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