Question

用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，實驗裝置如圖1所示．電解過程中的實驗數據如圖2所示，橫坐標表示電解過程中轉移電子的物質的量，縱坐標表示電解過程中產生氣體的總體積（標況）．則下列說法中正確的是（　　）

• A、電解過程中，b電極表面先有紅色物質析出，然后才有氣泡產生
• B、從開始到Q點時收集到的混合氣體的平均相對分子質量為17
• C、曲線OP段表示H₂和O₂混合氣體的體積變化，曲線PQ段表示O₂的體積變化
• D、a電極上發生反應的方程式為：2H⁺+2e^-═H₂↑和4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學專題

分析：由圖可知，電流由電源正極流向負極，則b為陽極，a為陰極，惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，發生2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，結合圖2可知，通過0.2mol電子時電解硫酸銅，然后電解硫酸溶液，發生2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑，P到Q點時收集到的混合氣體為氫氣和氧氣，以此來解答．

解答： 解：由圖可知，電流由電源正極流向負極，則b為陽極，a為陰極，惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，發生2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，結合圖2可知，通過0.2mol電子時電解硫酸銅，然后電解硫酸溶液，發生2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑，P到Q點時收集到的混合氣體為氫氣和氧氣，
A．b為陽極，溶液中的氫氧根離子放電，則不會有紅色物質析出，故A錯誤；
B．從開始到P點，產生氧氣為

0.2mol

4

=0.05mol，從到Q點時收集到的混合氣體為氫氣和氧氣，由電解水反應可知0.2mol電子通過時生成0.1molH₂、0.05molO₂，從開始到Q點時收集到的混合氣體中0.1molH₂、0.1molO₂，則混合氣體的平均摩爾質量為

0.1mol×2g/mol+0.1mol×32g/mol

(0.1+0.1)mol

=17g?mol^-1，所以從開始到Q點時收集到的混合氣體的平均相對分子質量為17，故B正確；
C．由上述分析可知，曲線0P段表示O₂的體積變化，曲線PQ段表示H₂和O₂混合氣體的體積變化，故C錯誤；
D．a為陰極，先發生Cu²⁺+2e^-=Cu，后發生2H⁺+2e^-=H₂↑，故D錯誤；
故選B．

點評：本題考查了電解原理，明確圖象中曲線變化趨勢原因再結合轉移電子守恒進行分析解答，知道a電極上離子放電順序，題目難度中等．