Question

如图所示的两个实验装置中，溶液的体积均为200mL，开始时电解质溶液的浓度均为0.1mol/L，工作一段时间后，测得导线中均通过0.02mol电子，若不考虑气体的溶解和溶液体积的变化，则下列叙述中正确的是（ ）

A．产生气体的体积：①＞②
B．电极上析出物质的质量：①＞②
C．溶液的pH变化：①增大，②减小
D．电极反应式：②中负极：Zn-2e^-=Zn²⁺，①中阳极：Cu²⁺+2e^-=Cu

Answer 1

【答案】分析：A、根据转移电子的量可以计算①的阳极和②的正极产生气体的量；
B、①中的两个电极上均析出物质，②中只有正极析出物质，根据转移电子的量可以计算均析出物质的质量；
C、①相当于电解氯化铜本身，②相当于锌和硫酸中的氢离子反应；
D、原电池的负极是金属失电子的过程，电解池的阳极是惰性电极时，则阴离子在该极失电子．
解答：解：A、①的阳极反应：2Cl^-=Cl₂+2e^-，导线中通过0.02mol电子时，产生氯气的体积V=nVm=0.01mol×22.4L/mol=0.0224L，②中的正极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，导线中通过0.02mol电子时，产生氢气的体积V=nVm=0.01mol×22.4L/mol=0.0224L，所以产生气体的体积：①=②，故A错误；
B、①的阳极反应：2Cl^-=Cl₂+2e^-，导线中通过0.02mol电子时，产生氯气的质量m=nM=0.01mol×71g/mol=0.071g，阴极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu，导线中通过0.02mol电子时，产生铜的质量m=nM=0.01mol×64g/mol=0.064g，所以①电极上析出物质的质量为0.071g+0.064g=0.135g，②中的正极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，导线中通过0.02mol电子时，产生氢气的质量m=nM═nVm=0.01mol×2g/mol=0.02g，所以②电极上析出物质的质量为0.02g，①＞②，故B正确；
C、①相当于电解氯化铜本身，溶液的pH不变，②相当于锌和硫酸中的氢离子反应，所以氢离子减少，酸性减弱，所以pH增大，故C错误；
D、②中负极：Zn-2e^-=Zn²⁺，①中阳极：2Cl^-→Cl₂+2e^-，故D错误．
故选B．
点评：本题是一道有关原电池和电解池的工作原理的综合题目，要求学生熟悉教材基本知识，具备分析和解决问题的能力．