Question

把物質(zhì)的量均為0.1mol的CuCl₂和H₂SO₄溶于水制成200mL的混合溶液，用石墨做電極電解，并收集兩電極所產(chǎn)生的氣體，一段時(shí)間后在兩極收集到的氣體在相同條件下體積相同（假設(shè)溶液體積不變）．則下列描述正確的是（　�。�

• A、電路中共轉(zhuǎn)移1.2N_A個(gè)電子
• B、陽(yáng)極得到的氣體中O₂的物質(zhì)量為0.2mol
• C、陰極質(zhì)量增加3.2g
• D、電解后剩余硫酸溶液的濃度為0.5 mol?L^-1

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：CuCl₂和H₂SO₄溶于水制成的混合溶液，用石墨做電極電解，則陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑，陽(yáng)極上發(fā)生電極反應(yīng)：Cl^--2e^-=Cl₂↑，4OH^-→O₂↑+2H₂O+4e^-，根據(jù)電子守恒和電極方程式進(jìn)行計(jì)算即可．

解答： 解：陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑，
陽(yáng)極上發(fā)生電極反應(yīng)：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，4OH^-→O₂↑+2H₂O+4e^-，
陰極上有氣體生成，可知Cu²⁺全部反應(yīng)，n（Cu²⁺）=0.1mol，銅離子完全析出轉(zhuǎn)移電子0.2mol，轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)，氯離子完全放電生成0.1mol氯氣，繼續(xù)電解時(shí)，實(shí)質(zhì)上是電解水，2H⁺+2e^-=H₂↑，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂，每轉(zhuǎn)移4mol電子，H₂產(chǎn)生2mol，O₂產(chǎn)生1mol，由于陽(yáng)極產(chǎn)生0.1molCl₂，一段時(shí)間后在兩極收集到的氣體在相同條件下體積相同，所以電解水應(yīng)轉(zhuǎn)移電子0.4mol，要使兩個(gè)電極生成相同體積的氣體，則生成氫氣0.2mol、氧氣0.1mol，
A．根據(jù)陰極上析出銅和氫氣的量計(jì)算，電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)=（0.1mol×2+0.2mol×2）×N_A/mol=0.6N_A，故A錯(cuò)誤；
B．通過(guò)以上分析知，生成氧氣的物質(zhì)的量為0.1mol，故B錯(cuò)誤；
C．陰極增加的質(zhì)量為銅的質(zhì)量，銅質(zhì)量=0.2mol×64g/mol=1.28g，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)電解過(guò)程可知，電解過(guò)程是電解氯化銅，電解水，硫酸的物質(zhì)的量不變，溶液體積不變，則硫酸濃度=

0.1mol

0.2L

=0.5mol/L，故D正確；
故選D．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解原理，明確離子放電順序是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子相等確定陰陽(yáng)極上生成物質(zhì)，題目難度中等．