Question

13．以石墨電極電解200mL CuSO₄溶液，電解過程中電子轉移物質的量n（e^-）與產生氣體體積V （g）（標準狀況）的關系如圖所示．下列說法中，正確的是（　　）

• A． 電解前CuSO₄溶液的物質的量濃度為2mol/L
• B． 電解后所得溶液中c（H⁺）=2mol/L
• C． 當n（e^-）=0.6mol時，V（H₂）：V（O₂）=2：3
• D． 向電解后的溶液中加入16gCuO，則溶液可恢復為電解前的濃度

Answer 1

分析 石墨電極電解200mL CuSO₄溶液，先發生2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，后發生2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，結合圖象可知，生成2.24L氣體時轉移0.4mol電子發生2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，以此來計算解答．

解答 解：A．由生成2.24L氣體時轉移0.4mol電子發生2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，則n（CuSO₄）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$×2=0.2mol，c（CuSO₄）=$\frac{0.2mol}{0.2L}$=1mol/L，故A錯誤；
B．生成2.24L氣體時轉移0.4mol電子，當轉移0.4mol電子時，生成n（H₂SO₄）=0.2mol，c（H⁺）=$\frac{0.2mol×2}{0.2L}$=2mol/L，隨電解的進行，水繼續電解，溶劑減小，則電解后所得溶液中c（H⁺）＞2mol/L，故B錯誤；
C．當n（e^-）=0.6mol時，發生2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄、2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑～4e^-，n（H₂）=$\frac{0.2mol×2}{4}$=0.1mol，n（O₂）=0.1mol+0.05mol=0.15mol，所以V（H₂）：V（O₂）=0.1mol：0.15mol=2：3，故C正確；
D．因電解后從溶液中析出Cu、氧氣、水，則加入16gCuO不會恢復為電解前的濃度，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查電解原理及計算，明確發生的電解反應及圖象中體積與轉移電子的關系即可解答，注意從溶液中析出Cu、氧氣、水結合電解反應中轉移的電子數來計算，題目難度中等．