Question

在室溫下，1L某溶液中含有的離子如下表：

離子	Cu2+	Al3+	NO3-	Cl-
C（mol/L）	1	1	4	a

用惰性電極電解該溶液，當電路中有3mole^-通過時（忽略電解時溶液體積變化及電解產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象）下列說法不正確的是（ ）
A．電解后溶液的PH=0
B．陽極與陰極析出的氣體物質的量之比為2：1
C．陰極析出64g銅
D．陽極電解反應：2Cl^--2e^-=Cl₂↑

Answer 1

【答案】分析：電解質溶液中陽離子放電順序為銅離子＞氫離子＞鋁離子，氯離子＞氫氧根離子＞硝酸根離子；根據(jù)溶液呈電中性，溶液中陰陽離子所帶電荷相等得氯離子濃度為：1mol/L×1L×2+1mol/L×1L×3=4mol/L×1L×1+nmol/L×1L×1，n=1．
A、根據(jù)溶液中陰陽離子的放電順序判斷陰陽極上析出的物質和溶液中生成的物質，來確定溶液中氫離子濃度和氫氧根離子濃度的相對大小，據(jù)此判斷溶液的酸堿性．
B、根據(jù)陰陽極上得失電子都是3mol，結合溶液中離子的放電順序確定陰陽極上生成氣體的物質的量之比．
C、先判斷銅是否完全析出，再根據(jù)銅的物質的量計算其質量．
D、根據(jù)陽極上析出的離子判斷電極反應式．
解答：解：根據(jù)溶液呈電中性，溶液中陰陽離子所帶電荷相等得氯離子濃度為：1mol/L×1L×2+1mol/L×1L×3=4mol/L×1L×1+nmol/L×1L×1，n=1．
A、n（Cu²⁺）=1mol/L×1L=1mol，n（Cl^-）=1mol/L×1L=1mol，當電路中有3mole^-通過時，陰極上除了銅離子全部析出后，還析出氫氣；由Cu²⁺----2e^-知，析出銅需要電子的物質的量為2mol，根據(jù)2H⁺---2e^----H₂知，得1mol電子需要1mol氫離子反應；陽極上除了生成氯氣外還有氧氣生成，根據(jù)2 e^-----Cl₂，氯離子完全析出需要1mol電子，4OH^----4e^-知，2mol電子需要2mol氫氧根離子放電，放電的氫離子的物質的量小于氫氧根離子的物質的量，溶液中氫離子濃度為1mol/l，所以pH=0，故A正確．
B、通過3mol電子時，根據(jù)2H⁺---2e^----H₂知陰極上析出氫氣的物質的量為0.5mol，根據(jù)2 e^-----Cl₂，陽極上析出氯氣的物質的量為0.5mol，根據(jù)4OH^----4e^----O₂知，生成氧氣的物質的量為0.5mol，所以陽極與陰極析出的氣體物質的量之比為1mol：0.5mol=2：1，故B正確．
C、溶液中銅的物質的量為1mol，由Cu²⁺----2e^-知，當轉移3mol電子時，陰極上不僅析出銅還析出氫氣，所以銅完全析出，1mol銅的質量是64g，故C正確．
D、當轉移3mol電子時，陽極上不僅析出氯氣還析出氧氣，所以電極反應式有：2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，故D錯誤．
故選D．
點評：本題考查了電解池原理及電解時溶液中離子的放電順序，難度不大，明確溶液中離子放電順序是解本題的關鍵，根據(jù)離子和得失電子之間的關系即可解答．