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、若改用銅棒做電極電解該溶液，電極反應不變

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學專題

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：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
A、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、若改用銅棒做電極電解該溶液，陽極則一直為銅失去電子生成銅離子，不會有氣體生成，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，根據陰陽兩極得失電子守恒計算，難度較大．