Question

15．1L某溶液中含有的离子如表：

离子	Cu2+	Al3+	NO3-	Cl-
物质的量浓度/ （mol•L-1）	2	1	4	x

用惰性电极电解该溶液，当电路中有5mole^-通过时，溶液的c（H⁺）=1mol/L （忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象）．

Answer 1

分析 该溶液呈电中性，根据电荷守恒得2c（Cu²⁺）+3（Al³⁺）=c（NO₃^-）+c（Cl^-），c（Cl^-）=2×2mol/L+3×1mol/L-1×4mol/L=3mol/L，
n（Cu²⁺）=2mol/L×1L=2mol、n（Al³⁺）=1mol/L×1L=1mol、n（NO₃^-）=4mol/L×1=4mol，n（Cl^-）=3mol/L×1L=3mol，
电解过程中，铜离子完全放电转移电子4mol、氯离子完全放电转移3mol电子，当转移5mol电子时，阳极上有2molOH^-放电，阴极上有1molH⁺放电，
所以电池反应式分别为CuCl₂$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cu+Cl₂↑（转移3mol电子）、2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺（转移1mol电子）、2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑（转移1mol）电子，据此分析解答．

解答 解：该溶液呈电中性，根据电荷守恒得2c（Cu²⁺）+3（Al³⁺）=c（NO₃^-）+c（Cl^-），c（Cl^-）=2×2mol/L+3×1mol/L-1×4mol/L=3mol/L，
n（Cu²⁺）=2mol/L×1L=2mol、n（Al³⁺）=1mol/L×1L=1mol、n（NO₃^-）=4mol/L×1=4mol，n（Cl^-）=3mol/L×1L=3mol，
电解过程中，铜离子完全放电转移电子4mol、氯离子完全放电转移3mol电子，当转移5mol电子时，阳极上有2molOH^-放电，阴极上有1molH⁺放电，
所以电池反应式分别为CuCl₂$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cu+Cl₂↑（转移3mol电子）、2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺（转移1mol电子）、2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑（转移1mol）电子，
根据电池反应式知，只有2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4 H⁺（转移1mol电子）产生氢离子，当转移1mol 电子时生成n（H⁺）=1mol，该溶液中c（H⁺）=$\frac{1mol}{1L}$=1mol/L，
故答案为：1．

点评 本题考查电解原理，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，明确各个阶段发生的电池反应式是解本题关键，熟练掌握阴阳离子放电顺序，题目难度中等．