Question

4．用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，實驗裝置如圖甲，電解過程中的實驗數據如圖乙．橫坐標表示轉移電子的物質的量，縱坐標表示產生氣體的總體積（標準狀況）．則下列說法不正確的是（　　）

• A． 電解過程中，a電極表面先有紅色物質析出，后有氣泡產生
• B． b電極上發生的反應方程式為：2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑
• C． 從P到Q點時收集到的混合氣體的平均摩爾質量為12 g/mol
• D． 從開始到P點收集到的氣體是O₂

Answer 1

分析 由圖可知，電流由正極流向負極，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$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，結合圖2可知，通過0.2mol電子時電解硫酸銅，然后電解硫酸溶液，發生2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$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$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，結合圖2可知，通過0.2mol電子時電解硫酸銅，然后電解硫酸溶液，發生2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，
A．a為陰極，先發生Cu²⁺+2e^-═Cu，后發生2H⁺+2e^-═H₂↑，a電極表面先有紅色物質析出，后有氣泡產生，故A正確；
B．b為陽極，溶液中的氫氧根離子放電，則b電極上發生的反應方程式為：4OH^--4e^-═H₂O+O₂↑，故B錯誤；
C．PQ段3.36L氣體中，由電解水反應可知0.2mol電子通過時生成0.1mol H₂、0.05mol O₂，故混合氣體的平均摩爾質量為$\frac{0.05×32+0.1×2}{0.1+0.05}$=12g•mol^-1，故C正確；
D．由上述分析可知，曲線0～P段表示O₂的體積變化，曲線P～Q段表示H₂和O₂混合氣體的體積變化，故D正確．
故選：B．

點評 本題考查電解原理，明確圖象這電子轉移與生成氣體的關系及離子的放電順序是解答本題的關鍵，熟悉電解原理即可解答，題目難度不大．