Question

如图电解池中装有硫酸铜溶液，选用不同的、材料的电极进行电解．下列说法正确的是（　　） 序号 电极材料 通电后的变化 阴极 阳极 A 石墨 石墨 阴极质量增加，溶液的PH增大 B 铜 铜 阳极质量减小，阴极质量增加 C 铁 铁 两极的质量不发生变化 D 铂 铁 阴极质量不变，溶液的PH不变

A．A

B．B

C．C

D．D

Answer 1

分析：A．用石墨作电极电解CuSO₄溶液，电解反应为：2CuSO₄+2H₂O

通电  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，阴极质量增加；生成H₂SO₄，pH减小；
B．用铜作电极电解CuSO₄溶液，阳极：Cu-2e^-=Cu²⁺，阴极：Cu²⁺+2e^-═Cu；
C．用铁作阳极作电极电解CuSO₄溶液，阳极：Fe-2e^-=Fe²⁺，质量减小，阴极Cu²⁺+2e^-═Cu质量增加；
D．用铁作阳极作电极电解CuSO₄溶液，阳极：Fe-2e^-=Fe²⁺，质量减小，阴极Cu²⁺+2e^-═Cu质量增加，反应本质为Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，溶液中离子发生变化，水解情况改变，pH变化；

解答：解：A．用石墨作电极电解CuSO₄溶液，电解过程中，阳极：溶液中阴离子OH^-、SO₄^2-移向阳极，氢氧根离子放电发生氧化反应，电极反应式：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；阴极：溶液中阳离子Cu²⁺、H⁺移向阴极发生还原反应，电极反应：2Cu²⁺+4e^-═2Cu；所以溶液中阴极质量增加；氢氧离子浓度逐渐减小，氢离子浓度逐渐增大，pH值逐渐变小，故A错误；
B．用铜作电极电解CuSO₄溶液，阳极金属铜优先溶液中的阴离子放电，Cu-2e^-=Cu²⁺，阴极：溶液中阳离子Cu²⁺、H⁺移向阴极发生还原反应，电极反应：Cu²⁺+2e^-═Cu；所以溶液中阳极质量减少，阴极质量增加，故B正确；
C．用铁作阳极作电极电解CuSO₄溶液，阳极金属铁优先溶液中的阴离子放电，阳极：Fe-2e^-=Fe²⁺，质量减小，阴极溶液中阳离子放电顺序为：Ag⁺＞Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺＞Na⁺，所以阴极反应为Cu²⁺+2e^-═Cu质量增加，故C错误；
D．用铁作阳极作电极电解CuSO₄溶液，阳极：Fe-2e^-=Fe²⁺，质量减小，阴极Cu²⁺+2e^-═Cu质量增加，反应本质为Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，溶液中原来是Cu²⁺水解，反应后离子发生变化变为Fe²⁺，Fe²⁺水解能力不及Cu²⁺，两种离子水解情况不同，所以溶液的pH变化，故D错误；
故选B．

点评：本题以电解硫酸铜为载体考查了电解原理，明确不同电极材料的电极反应是解答本题的关键，题目难度中等．