Question

1L某溶液中含有的离子如下表： 离子 Cu2+ Al3+ NO3- Cl- 物质的量浓度（mol/L） 1 1 a 1 用惰性电极电解该溶液，当电路中有3mol e-通过时（忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象），下列说法正确的是（　　）

A、a=3

B、电解后溶液的c（H⁺）=1mol?L^-1

C、电解该溶液相当于只电解CuCl₂溶液

D、阴极析出的金属是铜与铝

Answer 1

分析：溶液中含有离子为n（Cu²⁺）=1mol/L，n（Al³⁺）=1mol/L，n（NO₃^-）=amol/L，n（Cl^-）=1mol/L；H⁺、OH^-；阳极电极反应为Cl^-、OH^-放电；阴极电极反应可以是Cu²⁺；H⁺；依据离子物质的量和电极反应电子转移守恒计算．

解答：解：依据电解过程中存在电子守恒，结合电极反应计算分析产物，用Pt电极电解该溶液，当电路中有3mol e^-通过时
阳极电极反应为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
              1mol 1mol 1mol
              4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
              2mol 2mol   1mol
阴极电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu
              1mol 2mol 1mol
              2H⁺+2e^-=H₂↑
            1mol 1mol 0.5mol
A、依据溶液中电荷守恒计算忽略氢离子和氢氧根离子浓度：2c（Cu²⁺）+3c（Al³⁺）=c（Cl^-）+c（NO₃^-），计算得到a=c（NO₃^-）=4mol/L，故A错误；
B、电解后溶液PH计算，依据两电极上的反应计算，阳极减少2mol氢氧根离子，同时阴极上减少1mol氢离子，综合计算分析得到溶液中增加氢离子物质的量为1mol，氢离子浓度为1mol/L，pH=0，故B正确；
C、依据电极反应电子守恒可知电解氯化铜和水，故C错误；
D、阴极析出的金属是铜，无金属铝析出，故D错误；
故选B．

点评：本题考查了电解原理的应用，电极产物的判断和计算，电极反应遵循电子守恒，依据离子物质的量和电极反应中的电子守恒计算分析判断，综合性较强，题目难度中等．