Question

9．500mL KNO₃和Cu（NO₃）₂的混合溶液中c（NO₃^-）=6.0mol•L^-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是（　　）

• A． 原混合溶液中c（K⁺）为4 mol•L^-1
• B． 上述电解过程中共转移4 mol电子
• C． 电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol
• D． 电解后溶液中c（H⁺）为2 mol•L^-1

Answer 1

分析 电解硝酸钾和硝酸铜混合溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上先铜离子放电生成铜单质，当铜离子完全析出时，氢离子放电生成氢气，根据得失电子守恒计算铜的物质的量，再结合电荷守恒计算钾离子的浓度，据此分析解答．

解答 解：电解硝酸钾和硝酸铜混合溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上先铜离子放电生成铜单质，当铜离子完全析出时，氢离子放电生成氢气，气体的物质的量=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol；
每生成1mol氧气转移4mol电子，每生成1mol氢气转移2mol电子，每生成1mol铜转移2mol电子，
所以根据转移电子守恒得铜的物质的量=$\frac{1mol×4-1mol×2}{2}$=1mol，
则铜离子的物质的量浓度=$\frac{1mol}{0.5L}$=2mol/L，
根据电荷守恒得钾离子浓度=6mol•L^-1-2mol/L×2=2mol/L，
A．根据分析知，原混合溶液中c（K⁺）为2 mol•L^-1，故A错误；
B．转移电子的物质的量=1mol×4=4mol，故B正确；
C．根据以上分析知，铜的物质的量为1mol，故C错误；
D．当电解硝酸铜时溶液中生成氢离子，当电解硝酸钾溶液时，实际上是电解水，所以电解后氢离子的物质的量为氧气的4倍，为1mol×4=4mol，则氢离子浓度=$\frac{4mol}{0.5L}$=8mol/L，故D错误；
故选：B．

点评 本题考查了电解原理，明确离子放电顺序是解本题关键，结合转移电子守恒、电荷守恒来分析解答，难度中等．