Question

11．500mL KNO₃和Cu（NO₃）₂的混合溶液中c（NO₃^-）=6.0mol•L^-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是（　　）

• A． 原混合溶液中c（K⁺）为2 mol•L^-1
• B． 上述电解过程中共转移2 mol电子
• C． 向电解后得到的体系中加1molCu₂（OH）₂CO₃固体，可使溶液恢复至电解前的浓度
• D． 电解后溶液中c（H⁺）为2 mol•L^-1

Answer 1

分析 石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况），则阴极发生Cu²⁺+2e^-═Cu、2H⁺+2e^-═H₂↑，阳极发生4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，n（O₂）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，结合电子守恒及物质的量浓度的计算来解答．

解答 解：石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况），n（O₂）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，
阳极发生电极反应为：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，
                                 4mol4mol 1mol
阳极生成1mol氧气转移4mol电子，电解过程中转移电子相等，所以阴极转移4mol电子
阴极发生的电极反应为：2H⁺+2e^-═H₂↑
                                 1mol 2mol 1mol  
生成1mol氢气转移2mol电子，所以铜离子得电子生成Cu时得到2mol电子，
Cu²⁺+2e^-═Cu
2mol 2mol 1mol 
根据关系式知，生成n（Cu）=1mol，
A．所以原溶液中c（Cu²⁺）=$\frac{1mol}{0.5L}$=2mol/L，根据电荷守恒得c（K⁺）=c（NO₃^-）-2c（Cu²⁺）=（6-4）mol/L=2mol/L，故A正确；
B．根据以上分析知，共转移4mol电子，故B错误；
C．根据以上分析知，析出的物质相当于1molCuO、1molH₂O，Cu₂（OH）₂CO₃可以改写为2CuO．H₂O．CO₂，根据析出什么加入什么原则知，加入1mol碱式碳酸铜不能使溶液恢复原状，故C错误；
D．电解硝酸铜时阳极附近生成氢离子，电解硝酸钾时实际上是电解水，所以阴极析出Cu时，生成n（H⁺）=n（OH^-）=2mol，电解后溶液中c（H⁺）=$\frac{2mol}{0.5L}$=4mol/L，故D错误；
故选A．

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，明确电解过程中各个阶段发生的反应是解本题关键，注意转移电子守恒的应用，易错选项是C．