Question

用a、b兩個惰性電極電解0.2L一定濃度的硫酸銅溶液，當(dāng)a極上產(chǎn)生4.48L（標(biāo)況）氣體時，b極上只有固體析出．然后將電源反接，當(dāng)b極產(chǎn)生4.48L（標(biāo)況）氣體時，溶液質(zhì)量共減少45.4克．下列說法正確的是（　�。�

• A、將電源反接前a極發(fā)生的反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑
• B、將電源反接后，a極發(fā)生的反應(yīng)只有Cu²⁺+2 e^-=Cu
• C、整個電解過程只產(chǎn)生一種氣體
• D、原硫酸銅溶液的濃度為2.5mol/L

Answer 1

考點：電解原理

專題：

分析：用惰性電極電解電解硫酸銅溶液時的總的電解反應(yīng)為：2Cu²⁺+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，n（O₂）=

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，所以n（Cu）=2n（O₂）=0.4mol，電源反接b為陽極，首先是0.4mol的銅放電，然后是氫氧根離子放電產(chǎn)生氧氣0.2mol，而a極首先是溶液中銅離子放電，后來是氫離子放電，根據(jù)溶液質(zhì)量共減少45.4g，綜合分析解題．

解答： 解：首先a電極產(chǎn)生過4.48L氣體，即0.2mol氧氣，溶液質(zhì)量減輕6.4g； 反接之后，b電極析出的銅溶解，A電極析出銅，當(dāng)b電極銅完全溶解后，a電極的銅析出量與b電極溶解量相同．此階段溶液質(zhì)量不變． 當(dāng)B電極產(chǎn)生氣體時，A電極會先析出溶液中剩余的銅，然后產(chǎn)生氫氣．b電極產(chǎn)生4.48L氣體，即0.2mol氧氣，溶液質(zhì)量減輕6.4g，此時用45.4g減去兩次產(chǎn)生氧氣的量后，剩余的32.6g是產(chǎn)生銅和析出氫氣的總質(zhì)量．整個過程有1.6mol電子轉(zhuǎn)移，設(shè)剩余的銅xmol，產(chǎn)生氫氣ymol，根據(jù)電子守恒有：2xmol+2ymol=1.6mol，根據(jù)質(zhì)量守恒：64xg+2yg=32.6g，計算出x=0.5，y=0.3，也就是有0.5mol銅析出，根據(jù)銅元素守恒，即硫酸銅0.5mol，
A．將電源反接前a極發(fā)生的反應(yīng)為氫氧根失電子生成氧氣，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故A錯誤；
B．將電源反接后，a極發(fā)生的反應(yīng)除了Cu²⁺+2 e^-=Cu，還有氫離子得電子析出氫氣的反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，故B錯誤；
C．根據(jù)分析可知，既產(chǎn)生了氫氣又產(chǎn)生了氧氣，故C錯誤；
D．硫酸銅的濃度為

0.5mol

0.2L

=2.5mol/L，故D正確，故選D．

點評：本題考查電解的原理，電源反接后，原來的陽極是變成陰極，陰極變成陽極，然后根據(jù)質(zhì)量差綜合分析解題．