Question

4．用惰性电极电解2L 1mol•L^-1的硫酸铜溶液，在电路中通过0.5mol电子后，将电源反接，电路中又通过1mol电子，此时溶液中c（H⁺）是（设溶液体积不变）（　　）

• A． 1.5 mol•L^-1
• B． 0.5 mol•L^-1
• C． 0.75 mol•L^-1
• D． 0.25 mol•L^-1

Answer 1

分析 用惰性电极电解2L 1mol•L^-1的硫酸铜溶液，电池反应式为2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，在电路中通过0.5mol电子时，析出n（Cu）=$\frac{0.5mol}{2}$=0.25mol；
然后将电源反接，Cu作阳极、石墨作阴极，阳极上Cu失电子生成离子进入溶液，阴极上铜离子放电生成Cu，Cu完全溶解通过0.5mol电子，再通过0.5mol电子时，阳极上生成氧气，阴极上析出Cu，发生的反应为
2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
所以生成整个过程中生成硫酸转移电子物质的量=0.5mol+0.5mol=1mol，
根据转移电子和氢离子之间关系式计算c（H⁺）．

解答 解：用惰性电极电解2L 1mol•L^-1的硫酸铜溶液，电池反应式为2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，在电路中通过0.5mol电子时，析出n（Cu）=$\frac{0.5mol}{2}$=0.25mol；
然后将电源反接，Cu作阳极、石墨作阴极，阳极上Cu失电子生成离子进入溶液，阴极上铜离子放电生成Cu，Cu完全溶解通过0.5mol电子，再通过0.5mol电子时，阳极上生成氧气，阴极上析出Cu，发生的反应为
2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
所以生成整个过程中生成硫酸转移电子物质的量=0.5mol+0.5mol=1mol，
根据方程式2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄知，生成n（H₂SO₄）=$\frac{1mol}{4}×2$=0.5mol，根据H原子守恒得n（H⁺）=2n（H₂SO₄）=1mol，则c（H⁺）=$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L，
故选B．

点评 本题考查电解原理，为高频考点，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，注意：Cu作电解池电极材料时，阳极上Cu失电子而不是电解质溶液中阴离子失电子，为易错点．