Question

将KCl和CuSO₄两种溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中．溶液pH随着时间t变化如图所示，正确的是（　　）

• A、整个过程中两电极反应：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，2H⁺+2e^-═H₂↑不可能同时发生
• B、电解至c点时，在电解液中家兔适量的CuCl₂固体，即可将电解液恢复至原来的浓度
• C、ab段表示电解过程中H⁺被还原，pH上升
• D、原混合溶液中KCl和CuSO₄的浓度之比恰好为2：1

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：KCl和CuSO₄两种溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解分3个阶段：
[第一阶段]相当于电解氯化铜，阳极：氯离子失电子，阴极：铜离子得电子，因为铜离子水解使溶液显酸性，随着电解的进行，铜离子的浓度降低，酸性减弱，pH将增大；
[第二阶段]阳极：氢氧根离子失电子（来源于水的电离），阴极：仍然为铜离子得电子，因为氢氧根离子消耗，使水溶液中氢离子浓度增大，pH迅速减小；
[第三阶段]阳极：氢氧根离子失电子，阴极：氢离子得电子，它们都来源于水的电离，实质是电解水，导致溶液的体积减小，使溶液中氢离子浓度增大，pH继续减小．

解答： 解：KCl和CuSO₄两种溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解分3个阶段：
[第一阶段]相当于电解氯化铜，阳极：氯离子失电子，阴极：铜离子得电子，因为铜离子水解使溶液显酸性，随着电解的进行，铜离子的浓度降低，酸性减弱，pH将增大；
[第二阶段]阳极：氢氧根离子失电子（来源于水的电离），阴极：仍然为铜离子得电子，因为氢氧根离子消耗，使水溶液中氢离子浓度增大，pH迅速减小；
[第三阶段]阳极：氢氧根离子失电子，阴极：氢离子得电子，它们都来源于水的电离，实质是电解水，导致溶液的体积减小，使溶液中氢离子浓度增大，pH继续减小．A．根据以上分析，氯离子反应完，铜离子还剩，所以整个过程中两电极反应：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，2H⁺+2e^-═H₂↑不可能同时出现，故A正确；
B．根据以上分析，电解至c点时，在电解液中应加入CuCl₂固体和CuO固体，故B错误；
C．根据以上分析，因为铜离子水解使溶液显酸性，随着电解的进行，铜离子的浓度降低，酸性减弱，pH将增大，故C错误；
D．因为由第二阶段阳极氢氧根离子失电子的同时，阴极仍然为铜离子得电子，所以原混合溶液中KCl和CuSO₄的浓度之比不是2：1，故D错误；
故选A．

点评：本题考查了电解原理，明确离子放电顺序是及本题关键，知道每一阶段发生的反应及溶液pH变化原因，题目难度中等．