Question

12．將等物質的量濃度的CuSO₄溶液和NaCl溶液等體積混合后，用石墨電極進行電解，電解中溶液pH隨時間t變化的曲線如圖，則下列說法正確的是（　�。�

• A． 陽極產物一定是Cl₂，陰極產物一定是Cu
• B． BC段表示在陰極上是H⁺放電產生了H₂
• C． CD段表示電解水
• D． CD段表示陽極上OH^-放電破壞了水的電離平衡，產生了H⁺

Answer 1

分析 將等物質的量濃度的CuSO₄溶液和NaCl溶液等體積混合后，用石墨電極進行電解，電解順序為先電解氯化銅，再電解硫酸銅，最后電解水．設CuSO₄的和NaCl各nmol，電解分3個階段：
AB段：陽極：nmol氯離子失nmol電子，陰極：$\frac{1}{2}$nmol銅離子得nmol電子，由于銅離子水解使溶液酸性減弱，銅離子濃度逐漸減小，溶液pH值逐漸增大；
BC段：陽極：nmol氫氧根離子失nmol電子（來源于水的電離），陰極：$\frac{1}{2}$nmol銅離子再得nmol電子，由于氫氧根離子消耗，溶液中氫離子濃度增大，溶液的pH值迅速減��；
CD段：陽極：氫氧根離子失去電子，陰極：氫離子得到電子，開始電解水，溶液中氫離子濃度逐漸增大，pH值減小，
根據以上分析進行判斷．

解答 解：設CuSO₄的和NaCl各nmol，電解分3個階段：
AB段：陽極：nmol氯離子失nmol電子，陰極：$\frac{1}{2}$nmol銅離子得nmol電子，由于銅離子水解使溶液酸性減弱，銅離子濃度逐漸減小，溶液pH值逐漸增大；
BC段：陽極：nmol氫氧根離子失nmol電子（來源于水的電離），陰極：$\frac{1}{2}$nmol銅離子再得nmol電子，由于氫氧根離子消耗，溶液中氫離子濃度增大，溶液的pH值迅速減��；
CD段：陽極：氫氧根離子失去電子，陰極：氫離子得到電子，開始電解水，溶液中氫離子濃度逐漸增大，pH值減小，
A、電解開始時，陽極先發生2Cl^--2e^-═Cl₂↑，后發生4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，陰極反應先發生Cu²⁺+2e^-═Cu，后發生2H⁺+2e^-═H₂↑，故A錯誤；
B、BC段陽極發生的電極反應是：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，陰極銅離子得到電子，生成銅單質，故B錯誤；
C、CD段：陽極：氫氧根離子失去電子，陰極：氫離子得到電子，開始電解水，故C正確；
D、CD段發生2H⁺+2e^-═H₂↑、4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，即CD段電解的物質是水，故D錯誤；
故選：C．

點評 本題考查電解原理，明確電解過程中離子的移動及離子的放電順序、發生的電極反應是解答本題的關鍵，并注意結合圖象來分析解答，題目難度中等．