Question

5．常温下用石墨作电极，电解100mL 0.1mol•L^-1的Cu（NO₃）₂和0.1mol•L^-1的AgNO₃组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12L时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是（　　）

• A． 阴极增重1.4g
• B． 所得溶液pH＜1
• C． 阴极增重0.64g
• D． 所得溶液pH＞1

Answer 1

分析 用石墨作电极，电解100ml 0.1mol/L的硝酸铜和0.1mol/L的硝酸银组成的混合溶液，阳极上放电的离子为氢氧根离子，阴极上放电的离子为银离子、铜离子、氢离子，依据电极得失电子守恒讨论产生气体在阴极和阳极分别进行计算．

解答 解：100ml 0.1mol/L的硝酸铜和0.1mol/L的硝酸银组成的混合溶液，含有银离子、铜离子各0.01mol，用石墨作电极电解混合液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12L时：
1、当阴极上生成的气体体积为1.12L即$\frac{1.12}{22.4}$=0.05mol，说明银离子、铜离子放电完全，溶液中的氢离子放电生成氢气0.05mol，
阴极：Ag⁺+e^-=Ag；Cu²⁺+2e^-=Cu；2H⁺+2e^-=H₂↑，
转移电子数：Ag⁺+e^-=Ag；      Cu²⁺+2e^-=Cu；   2H⁺+2e^-=H₂↑，
          0.01 0.01 0.01  0.01 0.02 0.01   0.1 0.1  0.05  
共转移电子数0.01+0.02+0.1=0.13（mol），阴极增重0.01×108+0.01×64=1.72g
阳极为氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式阳极：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
  4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
0.13  0.13   $\frac{0.13}{4}$  
则反应后溶液中的氢离子浓度为$\frac{（0.13-0.1）mol}{0.1L}$=0.3mol/L，则所得溶液pH＜1，故B正确；
2、当阳极上生成的气体体积为1.12L即$\frac{1.12}{22.4}$=0.05mol，电极反应式阳极：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，则共转移0.05mol×4=0.2mol电子；
阴极：Ag⁺+e^-=Ag；Cu²⁺+2e^-=Cu；2H⁺+2e^-=H₂↑；
转移电子数：Ag⁺+e^-=Ag；      Cu²⁺+2e^-=Cu；     2H⁺+2e^-=H₂↑，
          0.01 0.01 0.01  0.01 0.02 0.01  0.17 （0.2-0.03）=0.17  0.085  
所以阴极增重0.01×108+0.01×64=1.72g，反应后溶液中的氢离子浓度为$\frac{（0.2-0.17）mol}{0.1L}$=0.3mol/L，则所得溶液pH＜1，故B正确；
故选：B．

点评 本题考查了电解池相关计算，明确电解池工作的原理，抓住阴阳两极转移电子守恒是解题关键，题目难度中等．