Question

把物質的量均為0.1mol的CuCl₂和H₂SO₄溶于水制成200mL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（假設溶液體積不變）．則下列描述正確的是（　�。�

• A、電路中共轉移1.2N_A個電子
• B、陽極得到的氣體中O₂的物質量為0.2mol
• C、陰極質量增加3.2g
• D、電解后剩余硫酸溶液的濃度為0.5 mol?L^-1

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學專題

分析：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：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，4OH^-→O₂↑+2H₂O+4e^-，
陰極上有氣體生成，可知Cu²⁺全部反應，n（Cu²⁺）=0.1mol，銅離子完全析出轉移電子0.2mol，轉移0.2mol電子時，氯離子完全放電生成0.1mol氯氣，繼續電解時，實質上是電解水，2H⁺+2e^-=H₂↑，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂，每轉移4mol電子，H₂產生2mol，O₂產生1mol，由于陽極產生0.1molCl₂，一段時間后在兩極收集到的氣體在相同條件下體積相同，所以電解水應轉移電子0.4mol，要使兩個電極生成相同體積的氣體，則生成氫氣0.2mol、氧氣0.1mol，
A．根據陰極上析出銅和氫氣的量計算，電路中轉移電子數=（0.1mol×2+0.2mol×2）×N_A/mol=0.6N_A，故A錯誤；
B．通過以上分析知，生成氧氣的物質的量為0.1mol，故B錯誤；
C．陰極增加的質量為銅的質量，銅質量=0.2mol×64g/mol=1.28g，故C錯誤；
D．根據電解過程可知，電解過程是電解氯化銅，電解水，硫酸的物質的量不變，溶液體積不變，則硫酸濃度=

0.1mol

0.2L

=0.5mol/L，故D正確；
故選D．

點評：本題考查了電解原理，明確離子放電順序是解本題關鍵，再結合轉移電子相等確定陰陽極上生成物質，題目難度中等．