Question

14．用碳棒作電極，在Na⁺、Cu²⁺、Cl^-、SO₄^2-等離子中選出適當離子組成電解質，電解其溶液，寫出符合條件的一種電解質的化學式：
（1）當陰極放出H₂，陽極放出O₂時，電解質是Na₂SO₄；
（2）當陰極析出金屬，陽極放出O₂時，電解質是CuSO₄；
（3）當陰極放出H₂，陽極放出Cl₂時，電解質是NaCl；
（4）通過電子的物質的量與陰極析出的金屬的物質的量、陽極析出的氣體的物質的量之比為4：2：1時，電解質的化學式是CuSO₄．

Answer 1

分析 陰極上陽離子放電順序為Ag⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Na⁺，陽極上陰離子放電順序為Cl^-＞OH^-＞SO₄^2-、NO₃^-，
（1）當陰極放出H₂，陽極放出O₂時，則溶液中的電解質不放電，根據離子的放電順序分析；
（2）當陰極析出金屬，則金屬離子為Cu²⁺或Ag⁺，陽極放出O₂時，陰離子為SO₄^2-或NO₃^-；
（3）當陰極放出H₂，則陰極為H⁺放電，陽極放出Cl₂陰離子為Cl^-放電；
（4）通過電子的物質的量與陰極析出的金屬、陽極析出的氣體的物質的量之比為4：2：1時，說明生成1mol氣體轉移4mol電子，生成1mol金屬轉移2mol電子．

解答 解：陰極上陽離子放電順序為Cu²⁺＞H⁺＞Na⁺，陽極上陰離子放電順序為Cl^-＞OH^-＞SO₄^2-，
（1）陰極放出H₂，陽極放出O₂，說明相當于電解水，所以溶質可以是Na₂SO₄．故答案為：Na₂SO₄；
（2）在水溶液中Na⁺不可能放電，所以只能是Cu²⁺放電．陽極放出O₂，說明是OH^-放電，所以不能還原氯離子，溶質是CuSO₄．故答案為：CuSO₄；
（3）陰極放出H₂，說明是溶液中的氫離子放電，因此不能含有銅離子．陽極放出Cl₂，說明溶液中必須含有氯離子，所以溶質為NaCl．故答案為：NaCl；
（4）陰極析出金屬，說明必須含有銅離子．由于陰極析出的銅的物質的量和陽極析出的氣體的物質的量之比為2：1，即每生成1mol該氣體，反應中就轉移4mol電子，所以氣體是氧氣．故溶質為CuSO₄．故答案為：CuSO₄．

點評 本題考查電解原理，明確離子的放電順序是解答本題的關鍵，注意電極材料與發生的電極反應即可解答，題目難度不大．