Question

（4分）用石墨電極電解100 mLH₂SO₄和CuSO₄的混合液，通電一段時間，兩極上均產生2.24L（標準狀況）氣體，則原混合液中Cu²⁺的濃度是多少？

Answer 1

（4分）1mol/L  2CuSO₄ +2H₂O 2Cu+O₂↑+ 2H₂SO₄   2H₂O 2H₂↑ + O₂↑      寫出電解總反應式給1分。  若用電子守恒法也對，給4分
n(H₂)=n(O₂)=0.1mol 
n(e^-)_總= 0.4mol
n(e^-)_銅=" 0.4mol" - 2 n(H₂)=0.2mol     
n(Cu) =" 0.1" mol  
C(Cu²⁺) =" 0.1mol/0.1L=1" mol/L

考查電化學的有關計算。
通電一段時間，兩極上均產生2.24L（標準狀況）氣體，所以電解時發生反應的方程式依次是2CuSO₄ +2H₂O 2Cu+O₂↑+ 2H₂SO₄和2H₂O 2H₂↑ + O₂↑。
由于n(H₂)＝n(O₂)＝2.24L÷22.4L/mol＝0.1mol 
所以轉移電子是n(e^-)_總＝ 0.4mol
因此根據電子的得失守恒可知
n(e^-)_銅＝ 0.4mol － 2 n(H₂)＝0.2mol     
所以n(Cu) ＝0.1 mol  
因此c(Cu²⁺) = 0.1mol÷0.1L＝1 mol/L