Question

6．用惰性電極電解KCl和CuSO₄混合液250mL，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，兩極均得到16.8L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則下列有關(guān)描述中，正確的是（　　）

• A． 陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)只有：2Cl^--2e^-═Cl₂↑
• B． 兩極得到的氣體均為混合氣體
• C． 若Cu²⁺起始濃度為l mol•L^-l，則C1^-起始濃度為2 mol•L^-1
• D． Cu²⁺的起始物質(zhì)的量應(yīng)小于0.75 mol

Answer 1

分析 惰性電極電解KCl和CuSO₄混合液，陰極發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu、2H⁺+2e^-=H₂↑，陽(yáng)極發(fā)生2Cl^--2e^-=Cl₂↑、40H^--4e^-═2H₂O+O₂↑，結(jié)合兩極均得到16.8L氣體（ STP），說(shuō)明陰極兩個(gè)反應(yīng)都發(fā)生了，陽(yáng)極也是，據(jù)電子守恒分析解答．

解答 解：A、陽(yáng)極發(fā)生2Cl^--2e^-=Cl₂↑、40H^--4e^-═2H₂O+O₂↑兩個(gè)反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；
B、陰極得到的氣體只有氫氣，故B錯(cuò)誤；
C、兩極均得到16.8L氣體，則n（H₂）=0.75mol，電解時(shí)先發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu、2Cl^--2e^-=Cl₂，n（Cu²⁺）=1mol/L×0.25L=0.25mol，其轉(zhuǎn)移電子0.5mol，轉(zhuǎn)移電子共0.75mol×2+0.5mol=2mol，若n（C1^-）=2mol/L×0.25L=0.5mol，則n（Cl₂）=0.25mol，其轉(zhuǎn)移電子0.5mol，據(jù)電子守恒，生成氧氣轉(zhuǎn)移電子為1.5mol，則生成氧氣為$\frac{1.5mol}{4}$=0.375mol，兩極生成氣體不同，故C錯(cuò)誤；
D、兩極均得到16.8L氣體，則n（H₂）=0.75mol，電解時(shí)先發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu、2Cl^--2e^-=Cl₂，后發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑、40H^--4e^-═2H₂O+O₂↑，生成的n（Cl₂）+n（O₂）=0.75mol，若n（Cu²⁺）=0.75mol，則陰極共轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為n（Cu²⁺）×2+n（H₂）×2=0.75mol×2+0.75mol×2=3mol，據(jù)電子守恒，陽(yáng)極轉(zhuǎn)移電子n（Cl₂）×2+[0.75-n（Cl₂）]×4=3mol，3-2n（Cl₂）=3，這是不可能的，所以Cu²⁺的起始物質(zhì)的量應(yīng)小于0.75 mol，故D正確；
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電解原理，明確惰性電極電解時(shí)離子的放電順序及發(fā)生的電極反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，選項(xiàng)C為解答的難點(diǎn)，注意轉(zhuǎn)移的電子守恒來(lái)解答，題目難度中等．