问题 问答题

将0.3mol NaCl固体与0.1mol CuSO4•5H2O固体混合溶于水,配成1000mL混合液.然后取出200ml溶液,用石墨作电极,通电一段时间.电解过程分为三个阶段试回答:

(1)其中第一阶段发生的电解反应的离子方程式为______.

(2)电解的最后一个阶段,阴极上发生的电极反应式变为______.

(3)若Cl-正好全部变为氯气逸出时,阴极上产生气体的体积______L(标准状况下)

答案

根据题意知,取出的溶液中含有的溶质的物质的量分别为:NaCl0.06mol,CuSO40.02mol;溶液中阴阳离子的放电顺序分别为:阳离子放电顺序Cu2+>H+>Na+,阴离子放电顺序为Cl->OH->SO42-

所以,该溶液电解三个阶段分别为:

第一阶段:Cu2+和Cl-放电,生成氯气和铜;

根据得失电子相等知,铜离子先完全电解,氯离子还剩0.02mol,所以发生第二阶段电解反应;

第二阶段:H+ 和Cl-放电,生成氢气和氯气;

根据得失电子相等知,氯离子完全电解,发生第三阶段反应,

第三阶段:H+ 和OH-放电,生成氢气和氧气.

(1)根据以上分析知,第一阶段的电解反应为Cu2++2Cl-

 电解 
.
 
Cu+Cl2

故答案为Cu2++2Cl-

 电解 
.
 
 Cu+Cl2

(2)电解的最后阶段,H+ 在阴极上放电,OH-的阳极上放电,分别生成氢气和氧气.

故答案为:2H++2e-═H2

(3)当铜离子全部生成铜单质时,根据得失电子相等知,氯离子还剩0.02mol.

当阴极上有气体生成时,发生的电解反应为:

2Cl-+2H2O

 电解 
.
 
Cl2↑+H2↑+2OH-

  2                  22.4L

0.02mol              0.224L   

故答案为 0.224L.

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