灵鹊做题网电化学计算
来源：学生作业帮 编辑：灵鹊做题网作业帮 分类：化学作业 时间：2024/05/02 07:59:44
用惰性电极电解由NaCl和CuSo4组成的混合液250ml，一段时间后，两极均产生标况下11.2L的气体，搅拌后溶液显中性。（1）求原溶液中NaCl，CuSo4各自的物质的量浓度 （2）写出各阶段的电解方程式
解题思路： 惰性电极，电极本身不参与电解反应，一定是溶液中的离子放电。分析溶液中存在的离子，根据离子放电顺序，确定参与反应的离子，根据题目要求进行相关求算。
解题过程：
溶液为氯化钠、硫酸铜的混合溶液，则溶液中存在的离子有：Na+、Cl-、Cu2+、SO42-、H+、OH-6种离子。
电解反应中：阳极吸引阴离子，阴极吸引阳离子。并分别得失电子，发生电解反应。
阳极吸引的离子有：Cl-、SO42-、OH-。根据离子放电顺序，氯离子先放电，然后为氢氧根放电。
2Cl--2e-=Cl2↑
4OH--4e-=O2↑+2H2O
阴极吸引的离子有：Na+、Cu2+、H+。根据离子放电顺序，铜离子先放电，然后为氢离子放电。
Cu2++2e-=Cu
2H++2e-=H2↑
现在要求两极均产生11.2L气体，既为0.5mol。则可知，阴极必须两个电解反应都发生（既铜离子放电完毕，氢离子放电，产生题目要求的气体）
同时要求剩余溶液显示中性，则可知，氯离子来自于氯化钠；铜离子来自与硫酸铜；氢离子和氢氧根均来自与水。整个过程相当于电解氯化钠和水以及电解硫酸铜和水。
电解的总反应分别为：
2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑
2CuSO4+2H2O=2Cu+2H2SO4+O2↑
若保证溶液为中性，只需保证得到的氢氧化钠和硫酸的物质的量之比为2：1即可
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
根据钠守恒和硫酸根守恒，既保证氯化钠和硫酸铜的物质的量之比为2：1即可。
则假设原溶液中含有氯化钠为2xmol；则必含有硫酸铜为xmol
同时，氢离子和氢氧根均来自与水，保证有多少氢离子放电，同时有多少氢氧根同时放电。电解过程中，两极转移电子是相同的。
既要求4个反应均发生。保证氯离子与铜离子之比为2：1，氢离子与氢氧根按照1：1反应。则最终剩余为硫酸钠溶液，符合要求。
Cu2++2e-=Cu
1 2
xmol 2xmol
2H++2e-=H2↑
2 2 1
1mol 1mol 0.5mol
故阴极转移电子为1+2x mol
2Cl--2e-= Cl2↑
2 2 1
2xmol 2xmol xmol
4OH--4e-=O2↑+2H2O
4 4 1
1mol 1mol 0.25mol
可知阳极转移电子为2x+1mol
电子转移符合要求，只需保证气体量值即可。则x+0.25=0.5
x=0.25mol
1
故原溶液中
c(NaCl)=(2*0.25)mol/0.25L=2mol/L
c(CuSO4)=0.25mol/0.25L=1mol/L
2
反应为
阳极
2Cl--2e-=Cl2↑
4OH--4e-=O2↑+2H2O
阴极
Cu2++2e-=Cu
2H++2e-=H2↑
最终答案：略
解题过程：
溶液为氯化钠、硫酸铜的混合溶液，则溶液中存在的离子有：Na+、Cl-、Cu2+、SO42-、H+、OH-6种离子。
电解反应中：阳极吸引阴离子，阴极吸引阳离子。并分别得失电子，发生电解反应。
阳极吸引的离子有：Cl-、SO42-、OH-。根据离子放电顺序，氯离子先放电，然后为氢氧根放电。
2Cl--2e-=Cl2↑
4OH--4e-=O2↑+2H2O
阴极吸引的离子有：Na+、Cu2+、H+。根据离子放电顺序，铜离子先放电，然后为氢离子放电。
Cu2++2e-=Cu
2H++2e-=H2↑
现在要求两极均产生11.2L气体，既为0.5mol。则可知，阴极必须两个电解反应都发生（既铜离子放电完毕，氢离子放电，产生题目要求的气体）
同时要求剩余溶液显示中性，则可知，氯离子来自于氯化钠；铜离子来自与硫酸铜；氢离子和氢氧根均来自与水。整个过程相当于电解氯化钠和水以及电解硫酸铜和水。
电解的总反应分别为：
2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑
2CuSO4+2H2O=2Cu+2H2SO4+O2↑
若保证溶液为中性，只需保证得到的氢氧化钠和硫酸的物质的量之比为2：1即可
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
根据钠守恒和硫酸根守恒，既保证氯化钠和硫酸铜的物质的量之比为2：1即可。
则假设原溶液中含有氯化钠为2xmol；则必含有硫酸铜为xmol
同时，氢离子和氢氧根均来自与水，保证有多少氢离子放电，同时有多少氢氧根同时放电。电解过程中，两极转移电子是相同的。
既要求4个反应均发生。保证氯离子与铜离子之比为2：1，氢离子与氢氧根按照1：1反应。则最终剩余为硫酸钠溶液，符合要求。
Cu2++2e-=Cu
1 2
xmol 2xmol
2H++2e-=H2↑
2 2 1
1mol 1mol 0.5mol
故阴极转移电子为1+2x mol
2Cl--2e-= Cl2↑
2 2 1
2xmol 2xmol xmol
4OH--4e-=O2↑+2H2O
4 4 1
1mol 1mol 0.25mol
可知阳极转移电子为2x+1mol
电子转移符合要求，只需保证气体量值即可。则x+0.25=0.5
x=0.25mol
1
故原溶液中
c(NaCl)=(2*0.25)mol/0.25L=2mol/L
c(CuSO4)=0.25mol/0.25L=1mol/L
2
反应为
阳极
2Cl--2e-=Cl2↑
4OH--4e-=O2↑+2H2O
阴极
Cu2++2e-=Cu
2H++2e-=H2↑
最终答案：略