Question

11．500mL KNO₃和Cu（NO₃）₂的混合溶液中c（NO₃^-）=6.0mol•L^-1，用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到22.4L氣體（標準狀況），假定電解后溶液體積仍為500mL，下列說法正確的是（　�。�

• A． 原混合溶液中c（K⁺）為2 mol•L^-1
• B． 上述電解過程中共轉(zhuǎn)移2 mol電子
• C． 向電解后得到的體系中加1molCu₂（OH）₂CO₃固體，可使溶液恢復至電解前的濃度
• D． 電解后溶液中c（H⁺）為2 mol•L^-1

Answer 1

分析 石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到22.4L氣體（標準狀況），則陰極發(fā)生Cu²⁺+2e^-═Cu、2H⁺+2e^-═H₂↑，陽極發(fā)生4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，n（O₂）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，結(jié)合電子守恒及物質(zhì)的量濃度的計算來解答．

解答 解：石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到22.4L氣體（標準狀況），n（O₂）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，
陽極發(fā)生電極反應為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，
                                 4mol4mol 1mol
陽極生成1mol氧氣轉(zhuǎn)移4mol電子，電解過程中轉(zhuǎn)移電子相等，所以陰極轉(zhuǎn)移4mol電子
陰極發(fā)生的電極反應為：2H⁺+2e^-═H₂↑
                                 1mol 2mol 1mol  
生成1mol氫氣轉(zhuǎn)移2mol電子，所以銅離子得電子生成Cu時得到2mol電子，
Cu²⁺+2e^-═Cu
2mol 2mol 1mol 
根據(jù)關系式知，生成n（Cu）=1mol，
A．所以原溶液中c（Cu²⁺）=$\frac{1mol}{0.5L}$=2mol/L，根據(jù)電荷守恒得c（K⁺）=c（NO₃^-）-2c（Cu²⁺）=（6-4）mol/L=2mol/L，故A正確；
B．根據(jù)以上分析知，共轉(zhuǎn)移4mol電子，故B錯誤；
C．根據(jù)以上分析知，析出的物質(zhì)相當于1molCuO、1molH₂O，Cu₂（OH）₂CO₃可以改寫為2CuO．H₂O．CO₂，根據(jù)析出什么加入什么原則知，加入1mol堿式碳酸銅不能使溶液恢復原狀，故C錯誤；
D．電解硝酸銅時陽極附近生成氫離子，電解硝酸鉀時實際上是電解水，所以陰極析出Cu時，生成n（H⁺）=n（OH^-）=2mol，電解后溶液中c（H⁺）=$\frac{2mol}{0.5L}$=4mol/L，故D錯誤；
故選A．

點評 本題考查電解原理，為高頻考點，側(cè)重考查學生分析計算能力，明確電解過程中各個階段發(fā)生的反應是解本題關鍵，注意轉(zhuǎn)移電子守恒的應用，易錯選項是C．