Question

下列四種裝置中，溶液的體積均為250mL，開始時電解質溶液的濃度均為0.10mol/L，工作一段時間后，測得導線上均通過0.02mol電子，若不考慮溶液體積的變化，則下列敘述正確的是（ ）

A．工作一段時間后溶液的濃度：①=②=③=④
B．工作一段時間后溶液的pH：④＞③＞①＞②
C．產生氣體的總體積：④＞③＞①＞②
D．電極上析出固體的質量：①＞②＞③＞④

Answer 1

【答案】分析：A、根據電解質溶液中離子的放電判斷溶質的變化，從而得出其濃度的變化．
B、根據溶液中離子的放電判斷溶液的酸堿性變化，注意計算①、②中硫酸的濃度，才能得出其pH值的相對大小．
C、根據溶液中離子的放電確定兩極上的生成物，從而確定生成氣體的體積大小．
D、根據溶液中離子的放電順序及與電子的關系計算電極上析出固體的質量大小．
解答：解答：①為電解池，反應方程式為2CuSO₄+2H₂O 2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，每生成1mol O₂，轉移4mol電子，消耗2mol CuSO₄，反應后，溶液pH降低．
②為原電池，鋅為負極，Zn-2e^-=Zn²⁺，銅為正極2H⁺+2e^-=H₂↑每生成1mol H₂，轉移，2mol電子，消耗1mol H₂SO₄，溶液pH升高．
③為電鍍池，陽極反應是陽極金屬失去電子而被氧化成陽離子；陽極Zn-2e^-=Zn²⁺，陰極反應是溶液中的Zn²⁺得電子的還原反應，Zn²⁺+2e^-=Zn溶液中Zn²⁺濃度不變．
④為電解池，反應方程式為2NaCl+2H₂O H₂↑+2NaOH+Cl₂↑每生成1mol H₂，轉移2mol電子，消耗NaCl為2 mol，反應后，溶液pH升高．
 A．當溶液的體積均為250mL，開始時電解質溶液的濃度均為0.10mol/L，工作一段時間后，測得導線上均通過0.02mol電子，①消耗CuSO₄為0.01 mol，②消耗0.01mol H₂SO₄，③ZnSO₄溶液的濃度不變．④消耗NaCl為0.02 mol．故A錯誤；
B．④反應后，溶液pH升高．消耗NaCl為0.02 mol．生成0.02 mol NaOH，溶液呈堿性．③Zn²⁺濃度不變，Zn²⁺水解，溶液略呈酸性．堿性④＞③；
②溶液pH升高，但仍呈酸性，剩余0.025mol-0.01 mol=0.015 mol H₂SO₄．①反應后，溶液pH降低，呈酸性，生成0.01 mol H₂SO₄，酸性：②＞①；①的溶液是酸性溶液，③是鹽溶液，酸性較弱，所以pH值③＞①；通過以上分析知，工作一段時間后溶液的pH：④＞③＞①＞②，故B正確．
C．導線上均通過0.02mol電子．①產生0.005mol O₂．②產生0.01mol H₂．③產生氣體為0．④產生0.01mol H₂和0.01mol Cl₂．產生氣體的總體積：④＞②＞①＞③，故C錯誤．
D．導線上均通過0.02mol電子．①電極上析出0.01mol Cu固體質量為0.64克，②電極上析出的固體的質量為0．③鐵電極上析出0.01mol Zn固體的質量為0.65克．④電極上析出的固體的質量為0．電極上析出的固體的質量：③＞①＞②=④．故D錯誤．
故選B．
點評：本題主要考查了原電池的反應原理、電解池電解原理及其應用．做題時要正確寫出電極方程式，準確判斷兩極上離子的放電順序是解本題的關鍵．