石墨电极电解,阳极失电子.在此溶液中Cl-最易失电子,故电极反应式为:2
2Cl--2e-=Cl2
收集的气体是Cl2,n(Cl2)=4.48L/22.4L/mol=0.2mol,阳极失电子0.4mol.
相反阴极得电子0.4mol,按照Cu2++2e-=Cu(本溶液中Cu2+最易得电子),理应得到n(Cu)=0.2mol,然而溶液中Cu的总的物质的量为0.5L*0.1mol/L=0.05mol,因此m(Cu)=64g/mol*0.05mol=3.2g,Cu得电子0.1mol.
由2Cl--2e-=Cl2可知,反应过程中消耗Cl-物质的量为0.4mol,剩余Cl-的物质的量为0.5L*1mol/L-0.4mol=0.1mol,Cl-的浓度为0.1mol/0.5L=0.2mol/L
刚才说到Cu2+不够,Cu2+消耗光了,得电子的就是H+了.电极反应式是
2H++2e-=H2
扣去刚才Cu得的0.1mol电子,H+得电子为0.4-0.1=0.3mol.参加反应的H+也就是0.3mol.反过来OH-就多出来0.3mol,溶液中OH-的浓度为0.3mol/0.5L=0.6mol/L.pOH=-lg0.6=lg10-lg3-lg2=1-0.5-0.3=0.2
pH=14-pOH=13.8
----------------------------------
在这里要更正一下:
Cu2+消耗完了之后,溶液中最能得电子的就是H+了.该溶液中没有外来的H+(是指不是由H2O电离出来的H+).如果有外来H+的话,那么电极反应式应该是2H++2e-=H2.没有外来H+的话,那么溶液里的H+全来自于水,那么电极反应式应该是
2H20+2e-=H2+2OH-
所以本题中的阴极反应式应该是2H20+2e-=H2+2OH-,因此当H2O电离出来的H+得到0.3mol电子,生成0.15mol氢气,就会伴随生成0.3mol的OH-.
这样说明应该比较好理解.