Question

在室温下，1L某溶液中含有的离子如下表：

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

用惰性电极电解该溶液，当电路中有3mole^-通过时（忽略电解时溶液体积变化及电解产物可能存在的溶解现象）下列说法不正确的是（ ）
A．电解后溶液的PH=0
B．阳极与阴极析出的气体物质的量之比为2：1
C．阴极析出64g铜
D．阳极电解反应：2Cl^--2e^-=Cl₂↑

Answer 1

【答案】分析：电解质溶液中阳离子放电顺序为铜离子＞氢离子＞铝离子，氯离子＞氢氧根离子＞硝酸根离子；根据溶液呈电中性，溶液中阴阳离子所带电荷相等得氯离子浓度为：1mol/L×1L×2+1mol/L×1L×3=4mol/L×1L×1+nmol/L×1L×1，n=1．
A、根据溶液中阴阳离子的放电顺序判断阴阳极上析出的物质和溶液中生成的物质，来确定溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度的相对大小，据此判断溶液的酸碱性．
B、根据阴阳极上得失电子都是3mol，结合溶液中离子的放电顺序确定阴阳极上生成气体的物质的量之比．
C、先判断铜是否完全析出，再根据铜的物质的量计算其质量．
D、根据阳极上析出的离子判断电极反应式．
解答：解：根据溶液呈电中性，溶液中阴阳离子所带电荷相等得氯离子浓度为：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，当电路中有3mole^-通过时，阴极上除了铜离子全部析出后，还析出氢气；由Cu²⁺----2e^-知，析出铜需要电子的物质的量为2mol，根据2H⁺---2e^----H₂知，得1mol电子需要1mol氢离子反应；阳极上除了生成氯气外还有氧气生成，根据2 e^-----Cl₂，氯离子完全析出需要1mol电子，4OH^----4e^-知，2mol电子需要2mol氢氧根离子放电，放电的氢离子的物质的量小于氢氧根离子的物质的量，溶液中氢离子浓度为1mol/l，所以pH=0，故A正确．
B、通过3mol电子时，根据2H⁺---2e^----H₂知阴极上析出氢气的物质的量为0.5mol，根据2 e^-----Cl₂，阳极上析出氯气的物质的量为0.5mol，根据4OH^----4e^----O₂知，生成氧气的物质的量为0.5mol，所以阳极与阴极析出的气体物质的量之比为1mol：0.5mol=2：1，故B正确．
C、溶液中铜的物质的量为1mol，由Cu²⁺----2e^-知，当转移3mol电子时，阴极上不仅析出铜还析出氢气，所以铜完全析出，1mol铜的质量是64g，故C正确．
D、当转移3mol电子时，阳极上不仅析出氯气还析出氧气，所以电极反应式有：2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，故D错误．
故选D．
点评：本题考查了电解池原理及电解时溶液中离子的放电顺序，难度不大，明确溶液中离子放电顺序是解本题的关键，根据离子和得失电子之间的关系即可解答．