Question

8．500mL KNO₃和Cu（NO₃）₂的混合溶液中c（NO₃^-）=6.0mol/L，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到11.2L气体（标准状况）．下列说法正确的是（　　）

• A． 原混合溶液中c（K⁺）为3mol/L
• B． 上述电解过程中共转移4 mol电子
• C． 电解得到的Cu的物质的量为0.5mol
• D． 电解后溶液上c（H⁺）为4 mol/L

Answer 1

分析 石墨作电极电解此溶液时，阳极发生的反应为：4OH^-═2H₂O+O₂↑+4e^-，阴极上发生的电极反应为：Cu²⁺+2e^-═Cu，2H⁺+2e^-═H₂↑，两极均收集到11.2L（标况）气体，即均生成0.5mol的气体，阳极生成0.5mol氧气说明转移了2mol电子，而阴极上生成的0.5molH₂只得到了1mol电子，所以剩余1mol电子由铜离子获得，且溶液中有0.5molCu²⁺，再根据溶液为电中性，遵循电荷守恒可得钾离子物质的量浓度，从该溶液中析出Cu、H₂、O₂，所以电解后加入一定量的Cu（OH）₂可恢复为原溶液．

解答 解：石墨作电极电解此溶液时，阳极发生的反应为：4OH^-═2H₂O+O₂↑+4e^-，
阴极上发生的电极反应为：Cu²⁺+2e^-═Cu，2H⁺+2e^-═H₂↑，
两极均收集到11.2L（标况）气体，即均生成0.5mol的气体，阳极生成0.5mol氧气说明转移了2mol电子，而阴极上生成的0.5molH₂只得到了1mol电子，所以剩余1mol电子由铜离子获得，且溶液中有0.5molCu²⁺，
A．c（Cu²⁺）=$\frac{0.5mol}{0.5L}$=1mol/L，由电荷守恒可得c（K⁺）=6mol•L^-1-1mol/L×2=4mol/L，故A错误；
B．由以上分析可知，述电解过程中共转移2mole^-，故B错误；
C．由以上分析可知，溶液中有0.5molCu²⁺，Cu²⁺+2e^-═Cu，所以电解得到的Cu的物质的量为0.5mol，故C正确；
D．电解后，c（K⁺）=4mol/L，c（NO₃^-）=6mol•L^-1，则由电荷守恒可得c（H⁺）=6mol•L^-1-4mol/L=2mol/L，故D错误；
故选C．

点评 本题考查电解池的工作原理以及溶液中的电荷守恒思想，明确离子的放电顺序及发生的电极反应是解答本题的关键，题目难度中等．