Question

 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(guān)系如下圖所示（氣體體積已換算成標準狀況下的體積），根據(jù)圖中信息回答下列問題。

（1）通過計算推測：
①原混合溶液中NaCl和CuSO₄的物質(zhì)的量濃度。
②t₂時所得溶液的pH。
（2）實驗中發(fā)現(xiàn)，陽極產(chǎn)生的氣體的體積與陰極相比，明顯小于對應(yīng)時間段的理論值。試簡要分析其可能的原因。

Answer 1

 見 解析
【試題分析】
解析：本題的關(guān)鍵是對圖像的解讀。剛開始時陰極Cu²⁺得電子，無氣體放出，Cu²⁺反應(yīng)完后，溶液中的H⁺開始放電生成H₂，因此Ⅰ是672mLH₂，陽極先是溶液中的Cl^-放電生成Cl₂，反應(yīng)完后，溶液中的OH^-開始放電生成O₂，即Ⅱ是224mLCl₂和448mLO₂。根據(jù)電子守恒得：2n（Cu²⁺）+2n（H₂）=2n（Cl₂）+4n（O₂）。
（1）①由于n（Cl^-）=2×0.224L/22.4L?mol^-1=0.0200mol，所以c（NaCl）＝0.0200mol/0.200L=0.100mol?L^-1；
又由于2n（Cu²⁺）+2×0.672L/22.4L?mol^-1＝2×0.224L/22.4L?mol^-1+4×0.448L/22.4L?mol^-1，n（Cu²⁺）＝0.0200mol。所以c（CuSO₄）＝0.0200mol/0.200L=0.100mol?L^-1。
②根據(jù)溶液中H⁺與OH^－此消彼長原則，t₂時溶液中的n（H⁺）=4n′（O₂）=4×0.00500mol=0.0200mol，即可求得pH＝1。
（2）陽極產(chǎn)生的Cl₂和O₂在水中的溶解度明顯大于陰極產(chǎn)生的H₂。