Question

11．500mL NaNO₃和Cu（NO₃）₂的混合溶液中c（NO₃^-）=0.3mol•L^-1，用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到1.12L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），假定電解后溶液體積仍為500mL，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 原混合溶液中c（Na⁺）=0.2 mol•L^-1
• B． 電解后溶液中c（H⁺）=0.4mol•L^-1
• C． 上述電解過(guò)程中共轉(zhuǎn)移0.4 mol電子
• D． 電解后得到的Cu的物質(zhì)的量為0.05mol

Answer 1

分析 氣體的物質(zhì)的量=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，陰極上Cu²⁺先放電，后H⁺放電，陽(yáng)極上OH^-放電，當(dāng)陽(yáng)極上生成0.05molO₂時(shí)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=0.05mol×4=0.2mol，陰極上生成0.05molH₂轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=0.05mol×2=0.1mol，則還有0.1mol電子為Cu²⁺轉(zhuǎn)移的，則n（Cu²⁺）=$\frac{0.1mol}{2}$=0.05mol，
  A．c（Cu²⁺）=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L，根據(jù)電荷守恒計(jì)算c（Na⁺）；
B．前一段時(shí)間電解水和硫酸銅，當(dāng)銅離子完全放電后，只電解水，所以析出銅過(guò)程中生成氫離子；
C．根據(jù)氧氣和轉(zhuǎn)移電子之間關(guān)系式計(jì)算轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量；
D．根據(jù)以上分析知，n（Cu²⁺）=$\frac{0.1mol}{2}$=0.05mol，根據(jù)Cu原子守恒計(jì)算．

解答 解：氣體的物質(zhì)的量=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，陰極上Cu²⁺先放電，后H⁺放電，陽(yáng)極上OH^-放電，當(dāng)陽(yáng)極上生成0.05molO₂時(shí)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=0.05mol×4=0.2mol，陰極上生成0.05molH₂轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=0.05mol×2=0.1mol，則還有0.1mol電子為Cu²⁺轉(zhuǎn)移的，則n（Cu²⁺）=$\frac{0.1mol}{2}$=0.05mol，
  A．c（Cu²⁺）=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L，根據(jù)電荷守恒得c（Na⁺）=c（NO₃^-）-2（Cu²⁺）=0.3mol/L-2×0.1mol/L=0.1mol/L，故A錯(cuò)誤；
B．前一段時(shí)間電解水和硫酸銅，當(dāng)銅離子完全放電后，只電解水，所以析出銅過(guò)程中生成氫離子，根據(jù)2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$O₂↑+2Cu+4H⁺知，生成n（H⁺）=2n（Cu）=2×0.05mol=0.1mol，則（H⁺）=$\frac{0.1mol}{0.5L}$=0.2mol/L，故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)以上分析知，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為0.2mol，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)以上分析知，n（Cu²⁺）=$\frac{0.1mol}{2}$=0.05mol，根據(jù)Cu原子守恒得n（Cu）=n（Cu²⁺）=0.05mol，故D正確；
故選D．

點(diǎn)評(píng) 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，知道各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)，注意各個(gè)物理量之間的關(guān)系，題目難度不大．