Question

14．將等物質的量濃度的Cu（NO₃）₂和KCl等體積混合后，用石墨電極進行電解，電解過程中，溶液pH隨時間t變化的曲線如圖所示，則下列說法錯誤的是（　　）

• A． AB段陽極只產生Cl₂，陰極只產生Cu
• B． BC段表示在陰極上是H⁺放電產生了H₂
• C． CD段相當于電解水
• D． 陽極先析出Cl₂，后析出O₂，陰極先產生Cu，后析出H₂

Answer 1

分析 設CuSO₄的和KCl各n mol，
AB段：陽極發生2Cl^--2e^-═Cl₂↑，陰極發生Cu²⁺+2e^-═Cu，nmol氯離子失n mol電子，陰極上$\frac{1}{2}$nmol銅離子得nmol電子，由于銅離子水解使溶液酸性減弱，銅離子濃度逐漸減小，溶液pH值逐漸增大；
BC段：陽極發生2H₂O-4e^-═4H⁺+O₂↑，陰極發生Cu²⁺+2e^-═Cu，陰極上$\frac{1}{2}$n mol銅離子再得nmol電子，溶液中氫離子濃度增大，溶液的pH值迅速減小；
CD段：陽極發生4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，陰極發生2H⁺+2e^-═H₂↑，實質是電解水，溶液中氫離子濃度逐漸增大，pH值減小．

解答 解：設CuSO₄的和KCl各n mol，
AB段：陽極發生2Cl^--2e^-═Cl₂↑，陰極發生Cu²⁺+2e^-═Cu，nmol氯離子失n mol電子，陰極上$\frac{1}{2}$nmol銅離子得nmol電子，由于銅離子水解使溶液酸性減弱，銅離子濃度逐漸減小，溶液pH值逐漸增大；
BC段：陽極發生2H₂O-4e^-═4H⁺+O₂↑，陰極發生Cu²⁺+2e^-═Cu，陰極上$\frac{1}{2}$n mol銅離子再得nmol電子，溶液中氫離子濃度增大，溶液的pH值迅速減小；
CD段：陽極發生4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，陰極發生2H⁺+2e^-═H₂↑，實質是電解水，溶液中氫離子濃度逐漸增大，pH值減小．
A．由上述分析可知，AB段陽極只產生Cl₂，陰極只產生Cu，故A正確；
B．BC段表示在陰極上電極反應式為：Cu²⁺+2e^-═Cu，故B錯誤；
C．CD段發生2H⁺+2e^-═H₂↑、4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，即CD段電解的物質是水，故C正確；
D．由上述分析可知，陽極先析出Cl₂，后析出O₂，陰極先產生Cu，后析出H₂，故D正確，
故選：B．

點評 本題考查電解原理，明確電解過程中離子的移動及離子的放電順序、發生的電極反應是解答本題的關鍵，并注意結合圖象來分析解答，題目難度中等．