Question

已知阿伏加德羅常數為N_A＝6×10²³mol^－1，在如圖所示的一閉合電路中，電源電動勢E＝6V，r＝2.5W，R₁＝3W，R₂為滑動變阻器，電極為鉑電極，燒杯中盛有NaC13×10^－3mol，H₂S0₄1×10^－3mol和足量水，電解池內阻r′＝9W.求：

(1)當電源輸出功率最大時，R₂為多少歐姆？

(2)當溶液pH＝7時，R₁和R₂共消耗電能多少焦耳？

(3)在40min內，電解溶液產生的是什么氣體，各為多少摩爾？

 

Answer 1

答案：
解析：
提示：

提示：(2)由于溶液中各離子的放電順序不同，整個過程可分為兩個階段：一是可看作電解HCl，溶液c(H＋)減小，pH上升至pH＝7，溶液呈中性；二是可看作電解NaCl，生成NaOH，使溶液中c(OH－)增大，pH上升，c(Cl－)完全轉化為C12，即電解水．由于pH＝7，故H2S04中的H＋恰好完全釋放，通過的電子為2×10－3mol，Q＝192C．由外電路得I1＝1A，I2＝0.2A，因為Q＝I2t，所以t＝960s，W＝I12R1t＋I22R2t＝3110.4J； (3)40min內，可知C1－1全轉化為Cl2，H＋全轉化為H2，及一部分水電解生成OH－和H2、O2，由各化學方程式的比例關系可得：Cl21.5×10－3mol，H22.5×10－3 mol，O25×10－4m0l．