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用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液250mL,经过一段时间后,两极均生成11.2L(标准状况)气体,求原溶液中Cu2+和Cl-的物质的量浓度范围。
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问题描述:

用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液250mL,经过一段时间后,两极均生成11.2L(标准状况)气体,求原溶液中Cu2+和Cl-的物质的量浓度范围。

戴沁芸回答:
  0<c(Cu2+)<2mol·L-1,0<c(Cl-)<4mol·L-1   根据题意,在阴极放电的离子有Cu2+、H+,在阳极放电的离子有Cl-、OH-(若只有Cl-放电,阴、阳两极生成的气体不可能一样多),设c(Cl-)=x,c(Cu2+)=y。阴极反应Cu2+      +      2e-Cu0.25y             0.5y2H++2e-H21mol  0.5mol阳极反应2Cl-   -     2e-             Cl20.25x           0.25x              0.125x4OH--4e-2H2O+O22mol-0.5x        0.5mol-0.125x因为阳极生成的气体不可能全为O2,所以0<0.5-0.125x<0.5,0<x<4。又根据阴阳两极通过电子数相等得:0.5y+1=0.25x+2-0.5x,即x=4-2y,又0<x<4,所以0<y<2。
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