Question

19．將含有0.400mol CuSO₄和0.200mol FeCl₃水溶液1L，用惰性電極電解一段時(shí)間后在電極上析出19.2g Cu，此時(shí)在另一電極上放出的氣體在標(biāo)狀況下的體積為（　�。�

• A． 5.60L
• B． 6.72L
• C． 4.48L
• D． 7.84L

Answer 1

分析 用惰性電極電解混合溶液時(shí)，陰極反應(yīng)式依次是Fe³⁺+e^-=Fe²⁺、Cu²⁺+2e^-=Cu、2H⁺+2e^-=H₂↑，陽極反應(yīng)式依次是2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
當(dāng)陽極上析出19.2gCu時(shí)，析出n（Cu）=$\frac{19.2g}{64g/mol}$=0.3mol＜0.4mol，說明銅離子沒有完全放電，陰極上鐵離子得電子生成亞鐵離子，所以陰極轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=n（Fe³⁺）+2n（Cu）=0.2mol+2×0.3mol=0.8mol；
陽極上氯離子先放電，氯離子完全放電時(shí)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=n（Cl^-）=0.2mol×3=0.6mol＜0.8mol，所以還有0.2mol電子是氫氧根離子放電轉(zhuǎn)移的，則生成氧氣物質(zhì)的量=$\frac{0.2mol}{4}$=0.05mol，根據(jù)V=nV_m計(jì)算生成氣體體積．

解答 解：用惰性電極電解混合溶液時(shí)，陰極反應(yīng)式依次是Fe³⁺+e^-=Fe²⁺、Cu²⁺+2e^-=Cu、2H⁺+2e^-=H₂↑，陽極反應(yīng)式依次是2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
當(dāng)陽極上析出19.2gCu時(shí)，析出n（Cu）=$\frac{19.2g}{64g/mol}$=0.3mol＜0.4mol，說明銅離子沒有完全放電，陰極上鐵離子得電子生成亞鐵離子，所以陰極轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=n（Fe³⁺）+2n（Cu）=0.2mol+2×0.3mol=0.8mol；
陽極上氯離子先放電，氯離子完全放電時(shí)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=n（Cl^-）=0.2mol×3=0.6mol＜0.8mol，所以還有0.2mol電子是氫氧根離子放電轉(zhuǎn)移的，則生成氧氣物質(zhì)的量=$\frac{0.2mol}{4}$=0.05mol，
根據(jù)Cl原子守恒得生成n（Cl₂）=$\frac{1}{2}$n（Cl^-）=$\frac{1}{2}$×0.6mol=0.3mol，
所以生成氣體在標(biāo)況下體積=（0.05+0.3）mol×22.4L/mol=7.84L，故選D．

點(diǎn)評 本題考查電解原理，為高頻考點(diǎn)，明確離子放電順序是解本題關(guān)鍵，根據(jù)離子放電順序及轉(zhuǎn)移電子守恒進(jìn)行計(jì)算，注意陰極上鐵離子先得電子，為易錯點(diǎn)．