Question

500mlKNO₃和Cu（NO₃）₂的混合溶液中c（NO₃^-）=6mol?L^-1，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22.4L氣體（標準狀況），假定電解后溶液體積仍為500ml，下列說法正確的是（　　）

A．原混合溶液中c（K⁺）=4mol?L^-1

B．電解得到的Cu的物質的量為0.5mol

C．電解后溶液中c（H⁺）=2mol?L^-1

D．向電解后的溶液中加入一定量的Cu（OH）₂可恢復為原溶液

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22.4L（標況）氣體，即均生成1mol的氣體，陽極生成1mol氧氣說明轉移了4mol電子，而陰極上生成的1molH₂只得到了2mol電子，所以剩余2mol電子由銅離子獲得，且溶液中有1molCu²⁺，
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22.4L（標況）氣體，即均生成1mol的氣體，陽極生成1mol氧氣說明轉移了4mol電子，而陰極上生成的1molH₂只得到了2mol電子，所以剩余2mol電子由銅離子獲得，且溶液中有1molCu²⁺，
A．c（Cu²⁺）=

1mol

0.5L

=2mol/L，由電荷守恒可得c（K⁺）=6mol?L^-1-2mol/L×2=2mol/L，故A錯誤；
B．由以上分析可知，溶液中有1molCu²⁺，Cu²⁺+2e^-═Cu，所以電解得到的Cu的物質的量為1mol，故B錯誤；
C．電解后，c（K⁺）=2mol/L，c（NO₃^-）=6mol?L^-1，則由電荷守恒可得c（H⁺）=6mol?L^-1-2mol/L=4mol/L，故C錯誤；
D．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，故D正確；
故選D．

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．