Question

电解一定量的硫酸铜溶液的实验装置如图①，电解的实验数据如图②，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积（标准状况）．则下列说法正确的是（　　）

• A、开始时b电极有红色物质析出，而后有气泡产生
• B、a电极上的电子经溶液流向b极再流入直流电源
• C、曲线P～Q段表示产生H₂和O₂的体积比为1：2
• D、从开始到Q点收集到的混合气体中有0.1mol氧气

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：根据电子流向知，a为阴极、b为阳极，开始时，阴极上铜离子放电、阳极上氢氧根离子放电，所以电池反应式为2Cu²⁺+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，当铜离子完全放电后，再继续电解相当于电解水，电池反应式为2H₂O

电解  .

2H₂↑+O₂↑，所以从O到P点，生成的气体为氧气，从P到Q点生成的气体是氧气和氢气，
P点收集到n（O₂）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，从P到Q收集到气体体积=4.48L-1.12L=3.36L，其物质的量=

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，根据2H₂O

电解  .

2H₂↑+O₂↑，从P到Q收集的氢气和氧气物质的量之比为2：1，则从P到Q点收集到的氢气物质的量是0.1mol、氧气的物质的量是0.05mol，据此分析解答．

解答： 解：根据电子流向知，a为阴极、b为阳极，开始时，阴极上铜离子放电、阳极上氢氧根离子放电，所以电池反应式为2Cu²⁺+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，当铜离子完全放电后，再继续电解相当于电解水，电池反应式为2H₂O

电解  .

2H₂↑+O₂↑，所以从O到P点，生成的气体为氧气，从P到Q点生成的气体是氧气和氢气，
P点收集到n（O₂）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，从P到Q收集到气体体积=4.48L-1.12L=3.36L，其物质的量=

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，根据2H₂O

电解  .

2H₂↑+O₂↑，从P到Q收集的氢气和氧气物质的量之比为2：1，则从P到Q点收集到的氢气物质的量是0.1mol、氧气的物质的量是0.05mol，
A．b为阳极，阳极上电极反应式为2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，所以b电极上只有无色气泡生成，故A错误；
B．电子不进入电解质溶液，电解质溶液中阴阳离子定向移动形成电流，故B错误；
C．曲线P～Q段实质上是电解水，所以表示产生H₂和O₂的体积比为2：1，故C错误；
D．从开始到Q点收集到的混合气体中氧气的物质的量=0.05mol×2=0.1mol，故D正确；
故选D．

点评：本题考查电解原理，明确电极上离子放电顺序是解本题关键，知道图②中曲线各段发生的反应即可解答，题目难度中等．