Question

6．將含0.8mol Cu（NO₃）₂和0.8mol KCl的混合水溶液1L，用惰性電極電解一段時間后，在一個電極上的到0.3mol銅． 
（1）請寫出兩電極所發生的反應式
陰極Cu²⁺+2e^-=Cu；
陽極2Cl^--2e^-=Cl₂↑．
（2）則在極上析出氣體在標準狀況下的體積是多少？（不考慮生成的氣體在水中的溶解）

Answer 1

分析 電解混合溶液時，陰極發生Cu²⁺+2e^-=Cu，陽極發生：2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，在一個電極上的到0.3mol銅結合兩極轉移電子數目相等和電極方程式分析，陽極只發生：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，據此進行計算判斷．

解答 解：（1）用惰性電極電解，溶液中的陽離子有Cu²⁺、H⁺、K⁺；移向陰極，發生的電極反應為：Cu²⁺+2e^-=Cu，
陰離子Cl^-、OH^-、NO₃^-；移向陽極；電極反應為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，由在一個電極上的到0.3mol銅，可知陰極得到0.6mol電子，氯離子完全析出時，生成n（Cl₂）=0.3mol，轉移電子0.6mol，陽極只發生：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
故答案為：陰；Cu²⁺+2e^-=Cu；陽；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）陰極發生Cu²⁺+2e^-=Cu，由在一個電極上的到0.3mol銅，可知陰極得到0.6mol電子，氯離子完全析出時，生成n（Cl₂）=0.3mol，轉移電子0.6mol，陽極發生：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，所以陽極生成V=nVm=0.3mol×22.4L/mol=6.72L，
答：則在陽極上析出氣體在標準狀況下的體積是6.72L．

點評 本題以電解原理為載體考查了物質的量的有關計算，明確離子放電順序是解本題關鍵，結合轉移電子守恒確定陽極上放電的離子，根據物質之間的關系式來分析解答，題目難度中等．