在线等,谢谢!~以氢氧燃料电池为电源,用Pt电极点解KCl和CuSO4的混合溶液,

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/08 04:07:37
以氢氧燃料电池为电源,用Pt电极点解KCl和CuSO4的混合溶液,当电路中通过0.4mol电子的电量时,阴阳两极都产生0.14mol的气体,若电解后溶液体积为40L,则(1)通过计算确定阳极气体的成分。(2)计算在理想状态下,不考虑能量的损失燃料电池中消耗气体的总质量(3)试计算最后电解池中溶液的pH.

解:
开始阴极没有气体生成,阳极有Cl2生成,电极反应式如下:
阴极:Cu2+ +2e- ==Cu
阳极:2Cl- -2e- ==Cl2

依题意知,后来两极都有气体生成,说明后来Cu2+ 已经电解完,这时阴极电解溶液中的H+,电极反应式如下:
阴极:2H+ +2e- == H2
................................x mol
阳极:2Cl- -2e- ==Cl2
................................xmol

但如果只发生上面的反应,阳极生成的气体肯定比阴极多,因为第二组电极反应中两电极生成的一样多,两阳极气体和就比阴极的多。与题目中两极都产生的气体都是0.14mol(一样多)不符。只有可能是阳极后来Cl- 电解完了,这时阳极电解溶液中的OH- 。
电极反应式如下:
阴极:2H+ +2e- == H2
................................y mol
阳极:4OH- -4e- == 2H2O + O2
.........................................1/2 y mol

总结:从上面三组反应式看出,阴极产生的气体只有H2,共0.14mol,阴极生成H2得到的电子是0.14mol*2=0.28mol ,那么第一组反应阴极生成的Cu得到的电子为:0.4mol-0.28mol=0.12mol 则第一组反应阴极生成的Cu: 0.12/2=0.06mol,Cl2:0.06mol
(1)阳极的气体有 Cl2和O2
(2)氢氧燃料电池电极反应的总反应式:2H2+O2==2H2O 依题意知,这个反应要转移0.4mol电子(提供电解),则反应消耗0.2mol H2 和0.1mol O2 ,消耗气体总质量为:0.2*2+0.1*16==2(g)
(3)从上面三组反应看出第一组反应对溶液的PH值没有影像,第三组反应实质上是电解水,对溶液的PH值也没有影响,只有第二组影响PH值。
上面[总结]中的计算知:第二,三组