Question

10．某溶液中含有兩種溶質NaCl和H₂SO₄，它們的物質的量之比為3：1．滴入幾滴石蕊溶液后，用石墨作電極電解該混合溶液，根據電極產物，電解過程可明顯分為三個階段．下列敘述中，不正確的是（　　）

• A． 電解過程中，Na⁺和SO₄^2-的物質的量濃度保持不變
• B． 電解過程中，溶液顏色呈現紅色→紫色→藍色的變化
• C． 陰極產生的氣體自始至終只有H₂
• D． 第一階段中陰、陽兩極產生的氣體混合引燃后，恰好完全反應得到HCl

Answer 1

分析 根據電解原理：陰極的放電離子：氫離子，陽極離子的放電順序：氯離子＞氫氧根離子，溶液中含有兩種溶質NaCl和H₂SO₄，根據電解原理和離子物質的量，結合電子守恒計算判斷放電的離子，來判斷電解過程．

解答 解：可以將溶質看成3molNaCl和1molH₂SO₄，再轉化一下思想，可以看成2molHCl，1molNa₂SO₄，1molNaCl，
由于1molNa₂SO₄自始至終無法放電，且其溶液pH=7，暫時可以忽略，電極反應為：
陽極：2Cl^--2e^-=Cl₂↑ 2Cl^--2e^-=Cl₂↑ 4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
     2     2       1     1
陰極：2H⁺+2e-=H₂↑ 2H⁺+2e-=H₂↑ 2H⁺+2e-=H₂↑
      2   2        1   1
則電解過程可先看成電解HCl，再電解NaCl，最后電解水，
即2HCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑，2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，生成的NaOH為堿性，pH大于7；
A、電解過程中，Na⁺和SO₄^2-的物質的量不變，但電極過程中溶劑水減少，所以物質的量濃度增大，故A錯誤；
B、陰極電極過程產物分析，開始藍色使石蕊變紅色，隨氫離子放電減小，溶液變為紫色，電解過程中生成的NaOH為堿性，pH大于7石蕊試液顏色又變為藍色，故B正確；
C、陰極上始終是氫離子得到電子生成氫氣，故C正確；
D、第一階段電解的是氯化氫，的及過程中陰、陽兩極產生的氣體氫氣和氯氣，依據電子守恒可知，混合引燃后，恰好完全反應得到HCl，故D正確；
故選A．

點評 本題考查了電解質溶液的混合電解，溶液中離子放電順序，電子守恒是解題關鍵，題目難度中等．