Question

【題目】常溫下電解200mL一定濃度的NaCl與CuSO4混合溶液，理論上兩極所得氣體的體積隨時間變化的關系如圖中Ⅰ、Ⅱ所示（氣體體積已換算成標準狀況下的體積），根據圖中信息進行下列計算：（要求寫出計算步驟）
（1）原混合溶液中CuSO4的物質的量濃度．
（2）電解至t3時，消耗水的質量．

Answer 1

【答案】
（1）解：電解200mL一定濃度的NaCl與CuSO4混合溶液，陽極發生2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑、4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O，陰極發生Cu2++2e﹣=Cu、2H++2e﹣=H2↑，結合圖可知，Ⅰ為陰極氣體體積與時間的關系，Ⅱ為陽極氣體體積與時間的關系，

由圖可知，產生氯氣為224mL，則由2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑可知，n（NaCl）= ×2=0.02mol，所以c（NaCl）= =0.1mol/L，

由t2時生成氧氣為112mL，n（O2）= =0.005mol，則共轉移電子為0.02mol+0.005mol×4=0.04mol，

根據電子守恒及Cu2++2e﹣=Cu可知，n（CuSO4）= =0.02mol，所以c（CuSO4）= =0.1mol/L，

答：原混合溶液NaCl和CuSO4的物質的量濃度均為0.1mol/L；

（2）解：電解至t3時，電解生成氧氣為672﹣224mL=448mL，均來源于水，由2H2O O2↑+2H2↑，n（H2O）= ×2=0.04mol，所以電解水的質量為0.04mol×18g/mol=0.72g，答：電解至t3時，消耗水的質量為0.72g．
【解析】電解200mL一定濃度的NaCl與CuSO4混合溶液，陽極發生2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑、4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O，陰極發生Cu2++2e﹣=Cu、2H++2e﹣=H2↑，結合圖可知，Ⅰ為陰極氣體體積與時間的關系，Ⅱ為陽極氣體體積與時間的關系，以此來計算．