Question

電解一定量的硫酸銅溶液的實驗裝置如圖①，電解的實驗數據如圖②，橫坐標表示電解過程中轉移電子的物質的量，縱坐標表示電解過程中產生氣體的總體積（標準狀況）．則下列說法正確的是（　　）

• A、開始時b電極有紅色物質析出，而后有氣泡產生
• B、a電極上的電子經溶液流向b極再流入直流電源
• C、曲線P～Q段表示產生H₂和O₂的體積比為1：2
• D、從開始到Q點收集到的混合氣體中有0.1mol氧氣

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學專題

分析：根據電子流向知，a為陰極、b為陽極，開始時，陰極上銅離子放電、陽極上氫氧根離子放電，所以電池反應式為2Cu²⁺+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，當銅離子完全放電后，再繼續電解相當于電解水，電池反應式為2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑，所以從O到P點，生成的氣體為氧氣，從P到Q點生成的氣體是氧氣和氫氣，
P點收集到n（O₂）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，從P到Q收集到氣體體積=4.48L-1.12L=3.36L，其物質的量=

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，根據2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑，從P到Q收集的氫氣和氧氣物質的量之比為2：1，則從P到Q點收集到的氫氣物質的量是0.1mol、氧氣的物質的量是0.05mol，據此分析解答．

解答： 解：根據電子流向知，a為陰極、b為陽極，開始時，陰極上銅離子放電、陽極上氫氧根離子放電，所以電池反應式為2Cu²⁺+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，當銅離子完全放電后，再繼續電解相當于電解水，電池反應式為2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑，所以從O到P點，生成的氣體為氧氣，從P到Q點生成的氣體是氧氣和氫氣，
P點收集到n（O₂）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，從P到Q收集到氣體體積=4.48L-1.12L=3.36L，其物質的量=

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，根據2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑，從P到Q收集的氫氣和氧氣物質的量之比為2：1，則從P到Q點收集到的氫氣物質的量是0.1mol、氧氣的物質的量是0.05mol，
A．b為陽極，陽極上電極反應式為2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，所以b電極上只有無色氣泡生成，故A錯誤；
B．電子不進入電解質溶液，電解質溶液中陰陽離子定向移動形成電流，故B錯誤；
C．曲線P～Q段實質上是電解水，所以表示產生H₂和O₂的體積比為2：1，故C錯誤；
D．從開始到Q點收集到的混合氣體中氧氣的物質的量=0.05mol×2=0.1mol，故D正確；
故選D．

點評：本題考查電解原理，明確電極上離子放電順序是解本題關鍵，知道圖②中曲線各段發生的反應即可解答，題目難度中等．