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。

Question

用惰性电极电解NaCl和CuSO ₄ 的混合溶液250 mL，经过一段时间后，两极均生成11.2 L(标准状况）气体，求原溶液中Cu ²⁺ 和Cl ^- 的物质的量浓度范围。

Answer 1

0< c (Cu ²⁺ )<2 mol·L ^-1 ,
0< c (Cl ^- )<4 mol·L ^-1

根据题意，在阴极放电的离子有Cu ²⁺ 、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 (Cu ²⁺ )= y 。
阴极反应
Cu ²⁺        +       2e ^- Cu
0.25 y               0.5 y
2H ⁺ +2e ^- H ₂
1 mol   0.5 mol
阳极反应
2Cl ^-     -      2e ^-              Cl ₂
0.25 x            0.25 x                0.125 x
4OH ^- -4e ^- 2H ₂ O+O ₂
2 mol-0.5 x          0.5 mol-0.125 x
因为阳极生成的气体不可能全为O ₂ ，
所以0<0.5-0.125 x <0.5,0< x <4。
又根据阴阳两极通过电子数相等得：0.5 y +1=0.25 x +2-0.5 x ，即 x =4-2 y ,又0< x <4,所以0< y <2。