Question

2．將物質(zhì)的量濃度相等的KCl和CuSO₄兩種溶液等體積混合后，用石墨電極進(jìn)行電解，電解過(guò)程中，溶液pH隨時(shí)間t變化的曲線如上圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． ab段表示電解過(guò)程中H⁺被還原，pH上升
• B． 電解開(kāi)始時(shí)陽(yáng)極先發(fā)生電極反應(yīng)2Cl^--2e^-═Cl₂↑
• C． 電解至c點(diǎn)時(shí)，往電解液中加入適量CuCl₂固體，即可使電解液恢復(fù)至原來(lái)的濃度
• D． 原混合溶液中KCl和CuSO₄的濃度之比恰好為2：1

Answer 1

分析 用惰性電極電解相等體積的KCl和CuSO₄混合溶液，陰極離子放電順序是Cu²⁺＞H⁺，陽(yáng)極上離子放電順序是Cl^-＞OH^-，電解過(guò)程中分三段：
第一階段：陽(yáng)極上電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑、陰極電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-═Cu，銅離子濃度減小，水解得到氫離子濃度減小，溶液pH上升；
第二階段：陽(yáng)極上電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑（或2H₂O-4e^-═4H⁺+O₂↑），陰極反應(yīng)先發(fā)生Cu²⁺+2e^-═Cu，反應(yīng)中生成硫酸，溶液pH降低；
第三階段：陽(yáng)極電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑、陰極電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-═H₂↑，實(shí)質(zhì)是電解水，溶液中硫酸濃度增大，pH繼續(xù)降低．

解答 解：用惰性電極電解等體積的KCl和CuSO₄混合溶液，陰極離子放電順序是Cu²⁺＞H⁺，陽(yáng)極上離子放電順序是Cl^-＞OH^-，電解過(guò)程中分三段：
第一階段：陽(yáng)極上電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑、陰極電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-═Cu，銅離子濃度減小，水解得到氫離子濃度減小，溶液pH上升；
第二階段：陽(yáng)極上電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑（或2H₂O-4e^-═4H⁺+O₂↑），陰極反應(yīng)先發(fā)生Cu²⁺+2e^-═Cu，反應(yīng)中生成硫酸，溶液pH降低；
第三階段：陽(yáng)極電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑、陰極電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-═H₂↑，實(shí)質(zhì)是電解水，溶液中硫酸濃度增大，pH繼續(xù)降低．
A．a(chǎn)b段由于銅離子濃度減小，水解得到氫離子濃度減小，溶液pH上升，氫離子為被還原，故A錯(cuò)誤；
B．由上述分析可知，電解開(kāi)始時(shí)陽(yáng)極先發(fā)生電極反應(yīng)2Cl^--2e^-═Cl₂↑，故B正確；
C．電解至c點(diǎn)時(shí)，溶液中溶質(zhì)為硫酸、硫酸鉀，往電解液中加入適量CuCl₂固體，不能使電解液恢復(fù)至原來(lái)的濃度，故C錯(cuò)誤；
D．圖象中具體數(shù)量關(guān)系未知，不能原混合溶液中KCl和CuSO₄的濃度之比，故D錯(cuò)誤，
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電解原理，明確離子放電順序是解本題關(guān)鍵，根據(jù)電解過(guò)程中溶液中氫離子濃度變化判斷發(fā)生的反應(yīng)，題目難度中等．