Question

用Pt電極電解KCl和CuSO₄的混合溶液，當(dāng)電路中通過0.4mol電子的電量時，陰陽兩極都產(chǎn)生0.14mol的氣體，若電解后溶液體積為40L，則電解后溶液的pH為（　�。�

A．1

B．3

C．7

D．11

Answer 1

分析：當(dāng)電路中通過0.4mol電子的電量時，陰陽兩極都產(chǎn)生0.14mol的氣體，陰極產(chǎn)生的氣體為H₂，陽極產(chǎn)生的氣體為Cl₂和O₂，生成0.14molH₂轉(zhuǎn)移電子為0.14mol×2=0.28mol，所以陰極析出Cu的物質(zhì)的量=

0.4mol-0.28mol

2

=0.06mol．令陽極氣體中Cl₂、O₂的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)和產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量列方程計算，據(jù)此判斷整個電解過程中各階段發(fā)生的反應(yīng)，據(jù)此計算．

解答：解：根據(jù)題意可知，當(dāng)電路中通過0.4mol電子的電量時，陰陽兩極都產(chǎn)生0.14mol的氣體，陰極產(chǎn)生的氣體為H₂，陽極產(chǎn)生的氣體為Cl₂和O₂，
生成0.14molH₂轉(zhuǎn)移電子為0.14mol×2=0.28mol，所以陰極析出Cu的物質(zhì)的量=

0.4mol-0.28mol

2

=0.06mol．
令陽極氣體中Cl₂、O₂的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)和產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量，則：

x+y=0.14 2x+4y=0.4

，解得x=0.08，y=0.06，
所以整個電解過程分為三段：
第一階段，氯離子、銅離子放電，陽極產(chǎn)生0.06molCl₂，陰極產(chǎn)生0.06molCu，此時溶液的pH變化不大；
第二階段，氯離子、水放電，陽極產(chǎn)生0.02molCl₂，陰極產(chǎn)生0.02molH₂，此時溶液中產(chǎn)生0.04molOH^-，溶液的pH增大；
第三階段，電解水生成氫氣與氧氣，陽極產(chǎn)生0.06molO₂，陰極產(chǎn)生0.12molH₂，此時溶液中OH^-濃度基本不變；
所以溶液中c（OH^-）=

0.04mol

40L

=0.001mol/L，故溶液pH=-lg

10-14

0.001

=11，
故選A．

點評：本題考查電解的計算，難度較大，主要考查學(xué)生的分析能力，根據(jù)陰陽兩極的氣體物質(zhì)的量判斷氣體的成分是解題的關(guān)鍵．