问题 计算题

常温下用惰性电极电解200 mL 一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如下图所示(以下气体体积已换算成标准状况下的体积),根据图中信息回答下列问题。

⑴通过计算推测:

①原混合溶液NaCl和CuSO4的物质的量浓度;

②t2时所得溶液的pH;

⑵若用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液200mL,经过一段时间后两极均得到224mL气体,则原混合溶液中的氯离子浓度的取值范围为                     ,铜离子浓度的取值范围为                     

答案

⑴①阳极首先逸出的是Cl2

n(NaCl)=2n(Cl2)=0.02 mol,则c(NaCl)=0.1mol/L (1分)

阳极得到336 mL气体中,含0.01 mol Cl2和0.005 mol O2

转移电子的物质的量为:0.01 mol×2+0.005 mol×4=0.04 mol 

此过程中阴极刚好全部析出铜

n(CuSO4)=n(Cu)=0.04 mol÷2=0.02 mol

c(CuSO4)==0.1mol/L (2分)

t2时溶液中c(Na)=0.1 mol/L,c(SO42)=0.1 mol/L

根据电荷守恒有:c(H)=2×0.1 mol/L-0.1 mol/L=0.1 mol/L

即溶液的pH=1  (2分)

⑵0<c(Cl)<0.1mol/L(2分) 0<c(Cu2)<0.05mol/L(2分)

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