Question

12．將等物質(zhì)的量濃度的CuSO₄溶液和NaCl溶液等體積混合后，用石墨電極進(jìn)行電解，電解中溶液pH隨時(shí)間t變化的曲線如圖，則下列說法正確的是（　　）

• A． 陽極產(chǎn)物一定是Cl₂，陰極產(chǎn)物一定是Cu
• B． BC段表示在陰極上是H⁺放電產(chǎn)生了H₂
• C． CD段表示電解水
• D． CD段表示陽極上OH^-放電破壞了水的電離平衡，產(chǎn)生了H⁺

Answer 1

分析 將等物質(zhì)的量濃度的CuSO₄溶液和NaCl溶液等體積混合后，用石墨電極進(jìn)行電解，電解順序?yàn)橄入娊饴然�銅，再電解硫酸銅，最后電解水．設(shè)CuSO₄的和NaCl各nmol，電解分3個(gè)階段：
AB段：陽極：nmol氯離子失nmol電子，陰極：$\frac{1}{2}$nmol銅離子得nmol電子，由于銅離子水解使溶液酸性減弱，銅離子濃度逐漸減小，溶液pH值逐漸增大；
BC段：陽極：nmol氫氧根離子失nmol電子（來源于水的電離），陰極：$\frac{1}{2}$nmol銅離子再得nmol電子，由于氫氧根離子消耗，溶液中氫離子濃度增大，溶液的pH值迅速減小；
CD段：陽極：氫氧根離子失去電子，陰極：氫離子得到電子，開始電解水，溶液中氫離子濃度逐漸增大，pH值減小，
根據(jù)以上分析進(jìn)行判斷．

解答 解：設(shè)CuSO₄的和NaCl各nmol，電解分3個(gè)階段：
AB段：陽極：nmol氯離子失nmol電子，陰極：$\frac{1}{2}$nmol銅離子得nmol電子，由于銅離子水解使溶液酸性減弱，銅離子濃度逐漸減小，溶液pH值逐漸增大；
BC段：陽極：nmol氫氧根離子失nmol電子（來源于水的電離），陰極：$\frac{1}{2}$nmol銅離子再得nmol電子，由于氫氧根離子消耗，溶液中氫離子濃度增大，溶液的pH值迅速減小；
CD段：陽極：氫氧根離子失去電子，陰極：氫離子得到電子，開始電解水，溶液中氫離子濃度逐漸增大，pH值減小，
A、電解開始時(shí)，陽極先發(fā)生2Cl^--2e^-═Cl₂↑，后發(fā)生4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，陰極反應(yīng)先發(fā)生Cu²⁺+2e^-═Cu，后發(fā)生2H⁺+2e^-═H₂↑，故A錯(cuò)誤；
B、BC段陽極發(fā)生的電極反應(yīng)是：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，陰極銅離子得到電子，生成銅單質(zhì)，故B錯(cuò)誤；
C、CD段：陽極：氫氧根離子失去電子，陰極：氫離子得到電子，開始電解水，故C正確；
D、CD段發(fā)生2H⁺+2e^-═H₂↑、4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，即CD段電解的物質(zhì)是水，故D錯(cuò)誤；
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電解原理，明確電解過程中離子的移動(dòng)及離子的放電順序、發(fā)生的電極反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，并注意結(jié)合圖象來分析解答，題目難度中等．