Question

6．1L某溶液中含有的離子如下表：

離子	Cu2+	Al3+	NO3-	Cl-
物質(zhì)的量濃度（mol/L）	1	1	a	1

用惰性電極電解該溶液，當(dāng)電路中有3mole^-通過(guò)時(shí)（忽略電解時(shí)溶液體積的變化及電解產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象），下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 電解后溶液pH=0
• B． a=3
• C． 陽(yáng)極生成1.5mol Cl₂
• D． 陰極析出的金屬是銅與鋁

Answer 1

分析 由溶液電荷守恒可知2c（Cu²⁺）+3c（Al³⁺）=c（NO₃^-）+c（Cl^-），可求得c（NO₃^-）=4moL/L，
由于離子放電順序Cu²⁺＞H⁺＞Al³⁺，Cl^-＞OH^-＞NO₃^-，電解時(shí)陽(yáng)極首先發(fā)生：2Cl^--2e-=Cl₂↑，1mol氯離子放電轉(zhuǎn)移1mol電子，然后發(fā)生4OH^--4e-=O₂↑+2H₂O，陰極首先發(fā)生：Cu²⁺+2e^-=Cu，1molCu²⁺反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mol電子，然后發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，最后溶液中溶質(zhì)為Al（NO₃）、HNO₃，根據(jù)電荷守恒計(jì)算溶液中c（H⁺），再根據(jù)pH=-lgc（H⁺）計(jì)算溶液pH值．

解答 解：由溶液電荷守恒可知2c（Cu²⁺）+3c（Al³⁺）=c（NO₃^-）+c（Cl^-），則：2×1mol/L+3×1mol/L=⁺）=c（NO₃^-）+1mol/L，可求得c（NO₃^-）=4moL/L，
溶液中n（u²⁺）=n（Al³⁺）=n（Cl^-）=1L×1mol/L=1mol，
離子放電順序Cu²⁺＞H⁺＞Al³⁺，Cl^-＞OH^-＞NO₃^-，電解時(shí)陽(yáng)極首先發(fā)生：2Cl^--2e-=Cl₂↑，1mol氯離子放電轉(zhuǎn)移1mol電子，生成0.5mol氯氣，然后發(fā)生4OH^--4e-=O₂↑+2H₂O，生成氧氣為$\frac{3mol-1mol}{4}$=0.5mol；
陰極首先發(fā)生：Cu²⁺+2e^-=Cu，1molCu²⁺反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mol電子，然后發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，最后溶液中溶質(zhì)為Al（NO₃）、HNO₃．
A．根據(jù)電荷守恒，溶液中c（H⁺）+3c（Al³⁺）=c（NO₃^-），即c（H⁺）+3×1mol/L=4mol/L，故c（H⁺）=1mol/L，則pH=-lg1=0，故A正確；
B．由上述分析可知：a=4，故B錯(cuò)誤；
C．陽(yáng)極生成0.5mol氯氣、0.5mol氧氣，故C錯(cuò)誤；
D．離子放電順序Cu²⁺＞H⁺＞Al³⁺，沒(méi)有Al生成，陰極析出的金屬是銅，故D錯(cuò)誤，
故選：A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電解原理及計(jì)算，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，關(guān)鍵是掌握離子放電順序，A中注意利用守恒法計(jì)算氫離子濃度，避免利用電極反應(yīng)式的繁瑣，難度中等．