Question

18．500mLKNO₃和Cu（NO₃）₂的混合溶液中c（NO₃^-）為6.0mol•L^-1，用石墨電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收到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⁺）為4mol/L
• B． 原溶液中c（Cu²⁺）為1mol/L
• C． 電解后溶液中c（H⁺）為8mol/L
• D． 電解后加入1molCu（OH）₂可使溶液復原

Answer 1

分析 KNO₃和Cu（NO₃）₂的混合溶液進行電解，根據(jù)兩極上的放電順序確定放電的離子，陽極上的電極反應式：4OH^-→2H₂O+O₂↑+4e^-，當產(chǎn)生22.4L即1mol（標準狀況）氧氣時，轉(zhuǎn)移電子是4mol，陰極上先發(fā)生電極反應：Cu²⁺+2e^-→Cu，然后是：2H⁺+2e^-→H₂↑，在陰極上生成1mol的氫氣時，轉(zhuǎn)移電子是2mol，所以銅離子共得到電子是2mol，根據(jù)電子守恒結(jié)合兩極均收到22.4L氣體（標準狀況）進行計算．

解答 解：KNO₃和Cu（NO₃）₂的混合溶液中，陽極上的電極反應式：4OH^-→2H₂O+O₂↑+4e^-，當產(chǎn)生22.4L即1mol（標準狀況）氧氣時，轉(zhuǎn)移電子是4mol，陰極上先發(fā)生電極反應：Cu²⁺+2e^-→Cu，然后是：2H⁺+2e^-→H₂↑，在陰極上生成1mol的氫氣時，轉(zhuǎn)移電子是2mol，所以銅離子共得到電子是2mol，所以銅離子的物質(zhì)的量為1mol，所以c（Cu²⁺）=2mol/L．
A、根據(jù)c（Cu²⁺）=2mol/L，所以Cu（NO₃）₂的濃度是2mol/L，其中的c（NO₃^-）=4.0mol/L，但是總共的c（NO₃^-）=6.0mol/L，所以原混合溶液中硝酸鉀的濃度是2mol/L，所以c（K⁺）為2mol/L，故A錯誤；
B、KNO₃和Cu（NO₃）₂的混合溶液中，陽極上的電極反應式：4OH^-→2H₂O+O₂↑+4e^-，當產(chǎn)生22.4L即1mol（標準狀況）氧氣時，轉(zhuǎn)移電子是4mol，陰極上先發(fā)生電極反應：Cu²⁺+2e^-→Cu，然后是：2H⁺+2e^-→H₂↑，在陰極上生成1mol的氫氣時，轉(zhuǎn)移電子是2mol，所以銅離子共得到電子是2mol，所以銅離子的物質(zhì)的量為1mol，所以c（Cu²⁺）=2mol/L，故B錯誤；
C、陽極上的電極反應式：4OH^-→2H₂O+O₂↑+4e^-，當產(chǎn)生22.4L即1mol（標準狀況）氧氣時，轉(zhuǎn)移電子是4mol，消耗了氫氧根離子是4mol，陰極上發(fā)生了電極反應2H⁺+2e^-→H₂↑，在陰極上生成1mol的氫氣時，轉(zhuǎn)移電子是2mol，消耗的氫離子是2mol，所以相當于溶液中含有2mol的氫離子，所以電解后溶液中，如果是忽略體積變化，則c（H⁺）=$\frac{2mol}{0.5L}$=4mol/L，但是體積是變化的，故C錯誤；
D、根據(jù)電解原理：出什么加什么，陽極上的電極反應式：4OH^-→2H₂O+O₂↑+4e^-，產(chǎn)生22.4L即1mol（標準狀況）氧氣，陰極上先發(fā)生電極反應：Cu²⁺+2e^-→Cu，然后是：2H⁺+2e^-→H₂↑，在陰極上生成1mol的氫氣時，轉(zhuǎn)移電子是2mol，所以銅離子共得到電子是2mol，所以銅離子的物質(zhì)的量為1mol，產(chǎn)生氫氣1mol、氧氣1mol和金屬銅1mol，所以電解后加入1molCu（OH）₂可使溶液復原，故D正確．
故選D．

點評 本題考查電解池的工作原理知識，注意離子的放電順序在解題中的應用以及電子守恒的思想的應用，屬于綜合知識的考查，難度不大．