作业帮一道高二化学题,望大家帮忙解答!
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：化学作业 时间：2024/05/25 01:47:41
一道高二化学题,望大家帮忙解答!
常温下以石墨为电极,点解1LCuSO4和NaCl的混合溶液,其中CuSO4与NaCl 的物质的量之和为0.2mol,CuSO4的物质的量占总物质的量的比值为x.
(1)若x=0.5,当Cu2+在阴极恰好全部析出时,所得气体的物质的量各为多少?所得溶液的pH为多少?（电解前后溶液体积不变）
(2)若电解一段时间后,阴阳两极产生的气体的物质的量恰好相等,均为0.16mol,试求x值.
要详细过程,谢谢!
常温下以石墨为电极,点解1LCuSO4和NaCl的混合溶液,其中CuSO4与NaCl 的物质的量之和为0.2mol,CuSO4的物质的量占总物质的量的比值为x.
(1)若x=0.5,当Cu2+在阴极恰好全部析出时,所得气体的物质的量各为多少?所得溶液的pH为多少?（电解前后溶液体积不变）
(2)若电解一段时间后,阴阳两极产生的气体的物质的量恰好相等,均为0.16mol,试求x值.
要详细过程,谢谢!
(1)x=0.5时,n（CuSO4）=n（NaCl ）=0.2mol×0.5=0.1mol,当Cu2+在阴极恰好全部析出时,先生成0.1mol/2=0.05mol氯气,由得失电子守恒,后又生成（0.1mol×2-0.05mol×2）/4=0.025mol的氧气.由4OH- -4e- = O2 ↑ + 2H2O,H2O=H+ + OH- 知溶液中剩余0.025mol×4=0.1molH+,故溶液pH=1
（2）由于阴极有气体生成必为氢气,故Cu2+完全放电,由于Cl- 最多0.2mol,故最多生成0.1mol氯气,而阳极生成0.16mol气体,故阳极一定有氧气生成,由得失电子守恒：
0.2mol×X×2+0.16mol×2=0.2mol×（1-X）+[0.16mol-0.2mol×（1-X）/2]×4
得X=0.6
（2）由于阴极有气体生成必为氢气,故Cu2+完全放电,由于Cl- 最多0.2mol,故最多生成0.1mol氯气,而阳极生成0.16mol气体,故阳极一定有氧气生成,由得失电子守恒：
0.2mol×X×2+0.16mol×2=0.2mol×（1-X）+[0.16mol-0.2mol×（1-X）/2]×4
得X=0.6