Question

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

Answer 1

【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．