Question

把物質的量均為0.1mol的AlCl₃、CuCl₂和H₂SO₄溶于水制成100ml的混合溶液，用石墨做電極電解，并收集兩電極所產生的氣體，一段時間后在兩極收集到的氣體在相同條件下體積相同．則下列描述正確的是（　　）

A．電路中共轉移0.9mol電子

B．陽極得到的氣體中有O₂且其物質的量為0.35mol

C．陰極質量增加3.2g

D．鋁元素僅以Al（OH）₃的形式存在

Answer 1

分析：AlCl₃、CuCl₂和H₂SO₄溶于水制成的混合溶液，用石墨做電極電解，則陰極上發生的電極反應為：Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑，陽極上發生電極反應：Cl^--2e^-=Cl₂↑，4OH^-→O₂↑+2H₂O+4e^-，根據電子守恒和電極方程式進行計算即可．

解答：解：A、陰極上發生的電極反應為：Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑，陽極上發生電極反應：Cl^--2e^-=Cl₂↑，4OH^-→O₂↑+2H₂O+4e^-，可知Cu²⁺全部反應，Cu²⁺0.1mol，Cl^-反應完全，
Cu²⁺+2e^-=Cu
0.1 0.2  0.1
Cl^--e^-=

1

2

Cl₂↑
0.5 0.5  0.25
2H⁺+2e^-=H₂↑，（Cu²⁺全部反應，H⁺開始電解，這段相當于電解HCl）
0.3    0.15
剩下的就是電解水了，2H⁺+2e^-=H₂↑，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂，也就是每轉移4mol電子，H₂產生2mol，O₂產生1mol，由于陽極產生0.25molCl₂，陰極產生0.15molH₂，所以電解水應轉移0.4mol
2H⁺+2e^-=H₂↑
0.4 0.4  0.2
4OH^--4e^-=2H₂O+O₂
0.4  0.4     0.1
總共轉移0.5mol+0.4mol=0.9mol，故A正確；
B、陽極得到的氣體中有O₂且其物質的量為1.1mol，故B錯誤；
C、陰極上金屬銅會析出，質量增加值為6.4g，故C錯誤；
D、Al³⁺在陰極，2H⁺+2e^-=H₂↑
              0.7     0.35
消耗氫離子0.7mol，原溶液中0.2molH⁺，消耗的OH^-0.4mol，相當于多出來0.1molOH^-，Al³⁺0.1mol，OH^-0.1mol，所以溶液中以Al3+形式存在，還有Al（OH）3沉淀，即鋁元素僅以鋁離子和Al（OH）₃的形式存在，故D錯誤．
故選A．

點評：本題考查學生電解池的工作原理知識，可以根據所學內容來回答，難度較大．