Question

5．常溫下用石墨作電極，電解100mL 0.1mol•L^-1的Cu（NO₃）₂和0.1mol•L^-1的AgNO₃組成的混合溶液，當(dāng)某一電極上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為1.12L時(shí)，假設(shè)溶液體積不變，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 陰極增重1.4g
• B． 所得溶液pH＜1
• C． 陰極增重0.64g
• D． 所得溶液pH＞1

Answer 1

分析 用石墨作電極，電解100ml 0.1mol/L的硝酸銅和0.1mol/L的硝酸銀組成的混合溶液，陽(yáng)極上放電的離子為氫氧根離子，陰極上放電的離子為銀離子、銅離子、氫離子，依據(jù)電極得失電子守恒討論產(chǎn)生氣體在陰極和陽(yáng)極分別進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：100ml 0.1mol/L的硝酸銅和0.1mol/L的硝酸銀組成的混合溶液，含有銀離子、銅離子各0.01mol，用石墨作電極電解混合液，當(dāng)某一電極上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為1.12L時(shí)：
1、當(dāng)陰極上生成的氣體體積為1.12L即$\frac{1.12}{22.4}$=0.05mol，說(shuō)明銀離子、銅離子放電完全，溶液中的氫離子放電生成氫氣0.05mol，
陰極：Ag⁺+e^-=Ag；Cu²⁺+2e^-=Cu；2H⁺+2e^-=H₂↑，
轉(zhuǎn)移電子數(shù)：Ag⁺+e^-=Ag；      Cu²⁺+2e^-=Cu；   2H⁺+2e^-=H₂↑，
          0.01 0.01 0.01  0.01 0.02 0.01   0.1 0.1  0.05  
共轉(zhuǎn)移電子數(shù)0.01+0.02+0.1=0.13（mol），陰極增重0.01×108+0.01×64=1.72g
陽(yáng)極為氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)式陽(yáng)極：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
  4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
0.13  0.13   $\frac{0.13}{4}$  
則反應(yīng)后溶液中的氫離子濃度為$\frac{（0.13-0.1）mol}{0.1L}$=0.3mol/L，則所得溶液pH＜1，故B正確；
2、當(dāng)陽(yáng)極上生成的氣體體積為1.12L即$\frac{1.12}{22.4}$=0.05mol，電極反應(yīng)式陽(yáng)極：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，則共轉(zhuǎn)移0.05mol×4=0.2mol電子；
陰極：Ag⁺+e^-=Ag；Cu²⁺+2e^-=Cu；2H⁺+2e^-=H₂↑；
轉(zhuǎn)移電子數(shù)：Ag⁺+e^-=Ag；      Cu²⁺+2e^-=Cu；     2H⁺+2e^-=H₂↑，
          0.01 0.01 0.01  0.01 0.02 0.01  0.17 （0.2-0.03）=0.17  0.085  
所以陰極增重0.01×108+0.01×64=1.72g，反應(yīng)后溶液中的氫離子濃度為$\frac{（0.2-0.17）mol}{0.1L}$=0.3mol/L，則所得溶液pH＜1，故B正確；
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解池相關(guān)計(jì)算，明確電解池工作的原理，抓住陰陽(yáng)兩極轉(zhuǎn)移電子守恒是解題關(guān)鍵，題目難度中等．