Question

8．500mL KNO₃和Cu（NO₃）₂的混合溶液中c（NO₃^-）=6.0mol/L，用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到11.2L氣體（標準狀況）．下列說法正確的是（　　）

• A． 原混合溶液中c（K⁺）為3mol/L
• B． 上述電解過程中共轉移4 mol電子
• C． 電解得到的Cu的物質的量為0.5mol
• D． 電解后溶液上c（H⁺）為4 mol/L

Answer 1

分析 石墨作電極電解此溶液時，陽極發生的反應為：4OH^-═2H₂O+O₂↑+4e^-，陰極上發生的電極反應為：Cu²⁺+2e^-═Cu，2H⁺+2e^-═H₂↑，兩極均收集到11.2L（標況）氣體，即均生成0.5mol的氣體，陽極生成0.5mol氧氣說明轉移了2mol電子，而陰極上生成的0.5molH₂只得到了1mol電子，所以剩余1mol電子由銅離子獲得，且溶液中有0.5molCu²⁺，再根據溶液為電中性，遵循電荷守恒可得鉀離子物質的量濃度，從該溶液中析出Cu、H₂、O₂，所以電解后加入一定量的Cu（OH）₂可恢復為原溶液．

解答 解：石墨作電極電解此溶液時，陽極發生的反應為：4OH^-═2H₂O+O₂↑+4e^-，
陰極上發生的電極反應為：Cu²⁺+2e^-═Cu，2H⁺+2e^-═H₂↑，
兩極均收集到11.2L（標況）氣體，即均生成0.5mol的氣體，陽極生成0.5mol氧氣說明轉移了2mol電子，而陰極上生成的0.5molH₂只得到了1mol電子，所以剩余1mol電子由銅離子獲得，且溶液中有0.5molCu²⁺，
A．c（Cu²⁺）=$\frac{0.5mol}{0.5L}$=1mol/L，由電荷守恒可得c（K⁺）=6mol•L^-1-1mol/L×2=4mol/L，故A錯誤；
B．由以上分析可知，述電解過程中共轉移2mole^-，故B錯誤；
C．由以上分析可知，溶液中有0.5molCu²⁺，Cu²⁺+2e^-═Cu，所以電解得到的Cu的物質的量為0.5mol，故C正確；
D．電解后，c（K⁺）=4mol/L，c（NO₃^-）=6mol•L^-1，則由電荷守恒可得c（H⁺）=6mol•L^-1-4mol/L=2mol/L，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查電解池的工作原理以及溶液中的電荷守恒思想，明確離子的放電順序及發生的電極反應是解答本題的關鍵，題目難度中等．