Question

常溫下，電解200 mL物質的量濃度都是0.2 mol·L^-1 NaCl與CuSO₄混合溶液，理論上陰極收集到氣體的體積為896 mL(氣體體積已換算成標準狀況下的體積)，試回答：

（1）寫出陰極、陽極兩極的電極反應式。

（2）陽極收集到氣體的體積為多少毫升？

Answer 1

（1）陰極：Cu²⁺+2e^-====Cu

2H⁺+2e^-====H₂↑

陽極：2Cl^--2e^-====Cl₂↑

4OH^--4e^-====2H₂O+O₂↑

（2）陰極收集的氣體是氫氣n=0.04 mol

n（Cu²⁺）=0.04 mol  n（Cl₂）=0.02 mol

依據得失電子守恒得出：

n（O₂）=0.03 mol

V=1.12 L

解析：本題考查物質的量在電解中的應用。溶液中陰極上的離子放電的順序為Cu²⁺、H⁺、Na⁺，有=0.04 mol H₂生成，說明Cu²⁺已經全部放電。轉移電子的物質的量之和為0.04 mol×2+0.04 mol×2=0.16 mol；陽極離子放電順序為Cl^-、OH^-、，所以生成氣體為Cl₂，由Cl^-守恒得n(Cl₂)=0.02 mol。生成O₂的物質的量為=0.03 mol，陽極生成的氣體的總體積為（0.02 mol+0.03 mol）×22.4 L·mol^-1=1.12 L。