Question

把物质的量均为0.1mol的CuCl₂和H₂SO₄溶于水制成200mL的混合溶液，用石墨做电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同（假设溶液体积不变）．则下列描述正确的是（　　）

• A、电路中共转移1.2N_A个电子
• B、阳极得到的气体中O₂的物质量为0.2mol
• C、阴极质量增加3.2g
• D、电解后剩余硫酸溶液的浓度为0.5 mol?L^-1

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：CuCl₂和H₂SO₄溶于水制成的混合溶液，用石墨做电极电解，则阴极上发生的电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑，阳极上发生电极反应：Cl^--2e^-=Cl₂↑，4OH^-→O₂↑+2H₂O+4e^-，根据电子守恒和电极方程式进行计算即可．

解答： 解：阴极上发生的电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑，
阳极上发生电极反应：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，4OH^-→O₂↑+2H₂O+4e^-，
阴极上有气体生成，可知Cu²⁺全部反应，n（Cu²⁺）=0.1mol，铜离子完全析出转移电子0.2mol，转移0.2mol电子时，氯离子完全放电生成0.1mol氯气，继续电解时，实质上是电解水，2H⁺+2e^-=H₂↑，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂，每转移4mol电子，H₂产生2mol，O₂产生1mol，由于阳极产生0.1molCl₂，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同，所以电解水应转移电子0.4mol，要使两个电极生成相同体积的气体，则生成氢气0.2mol、氧气0.1mol，
A．根据阴极上析出铜和氢气的量计算，电路中转移电子数=（0.1mol×2+0.2mol×2）×N_A/mol=0.6N_A，故A错误；
B．通过以上分析知，生成氧气的物质的量为0.1mol，故B错误；
C．阴极增加的质量为铜的质量，铜质量=0.2mol×64g/mol=1.28g，故C错误；
D．根据电解过程可知，电解过程是电解氯化铜，电解水，硫酸的物质的量不变，溶液体积不变，则硫酸浓度=

0.1mol

0.2L

=0.5mol/L，故D正确；
故选D．

点评：本题考查了电解原理，明确离子放电顺序是解本题关键，再结合转移电子相等确定阴阳极上生成物质，题目难度中等．