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用Pt电极电解KCl和CuSO4的混合溶液,当电路中通过0.4mol电子的电量时,阴阳两极都产生0.14mol的气体,若电解后溶液体积为40L,则电解后溶液的pH为( )
A.1
B.3
C.7
D.11
【答案】分析:当电路中通过0.4mol电子的电量时,阴阳两极都产生0.14mol的气体,阴极产生的气体为H2,阳极产生的气体为Cl2和O2,生成0.14molH2转移电子为0.14mol×2=0.28mol,所以阴极析出Cu的物质的量==0.06mol.令阳极气体中Cl2、O2的物质的量分别为xmol、ymol,根据转移的电子数和产生气体的物质的量列方程计算,据此判断整个电解过程中各阶段发生的反应,据此计算.
解答:解:根据题意可知,当电路中通过0.4mol电子的电量时,阴阳两极都产生0.14mol的气体,阴极产生的气体为H2,阳极产生的气体为Cl2和O2
生成0.14molH2转移电子为0.14mol×2=0.28mol,所以阴极析出Cu的物质的量==0.06mol.
令阳极气体中Cl2、O2的物质的量分别为xmol、ymol,根据转移的电子数和产生气体的物质的量,则:
,解得x=0.08,y=0.06,
所以整个电解过程分为三段:
第一阶段,氯离子、铜离子放电,阳极产生0.06molCl2,阴极产生0.06molCu,此时溶液的pH变化不大;
第二阶段,氯离子、水放电,阳极产生0.02molCl2,阴极产生0.02molH2,此时溶液中产生0.04molOH-,溶液的pH增大;
第三阶段,电解水生成氢气与氧气,阳极产生0.06molO2,阴极产生0.12molH2,此时溶液中OH-浓度基本不变;
所以溶液中c(OH-)==0.001mol/L,故溶液pH=-lg=11,
故选A.
点评:本题考查电解的计算,难度较大,主要考查学生的分析能力,根据阴阳两极的气体物质的量判断气体的成分是解题的关键.
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A.1                B.3                C.7                D.11

 

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   A.1            B.3          C.7           D.11

 

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