Question

将等物质的量浓度的CuSO₄和NaCl等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法错误的是（　　）

• A、阳极先析出Cl₂，后析出O₂，阴极先产生Cu，后析出H₂
• B、AB段阳极只产生Cl₂，阴极只产生Cu
• C、BC段表示在阴极上是H⁺放电产生了H₂
• D、CD段相当于电解水

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：由于两种溶液的体积相等，物质的量浓度也相等，即溶质的物质的量相等，设CuSO₄和NaCl的物质的量各1 mol，电解分3个阶段：
[第一阶段]阳极：1 mol氯离子失1 mol电子，阴极：0.5 mol铜离子得1 mol电 子，因为铜离子水解使溶液显酸性，随着电解的进行，铜离子的浓度降低，酸性减弱，pH将增大；
[第二阶段]阳极：1 mol氢氧根离子失1 mol电子（来源于水的电离），阴极：0.5 mol铜离子再得1 mol电子，因为氢氧根离子消耗，使水溶液中氯离子浓度增大，pH迅速减小；
[第三阶段]阳极：氢氧根离子失电子，阴极：氢离子得电子，它们都来源于水的电离，实质是电解水，导致溶液的体积减小，使溶液中氢离子浓度增大，pH继续减小．

解答： 解：由于两种溶液的体积相等，物质的量浓度也相等，即溶质的物质的量相等，设CuSO₄和NaCl的物质的量各1 mol，电解分3个阶段：
[第一阶段]阳极：1 mol氯离子失1 mol电子，阴极：0.5 mol铜离子得1 mol电 子，因为铜离子水解使溶液显酸性，随着电解的进行，铜离子的浓度降低，酸性减弱，pH将增大；
[第二阶段]阳极：1 mol氢氧根离子失1 mol电子（来源于水的电离），阴极：0.5 mol铜离子再得1 mol电子，因为氢氧根离子消耗，使水溶液中氢离子浓度增大，pH迅速减小；
[第三阶段]阳极：氢氧根离子失电子，阴极：氢离子得电子，它们都来源于水的电离，实质是电解水，导致溶液的体积减小，使溶液中氢离子浓度增大，pH继续减小；
A．根据离子放电顺序知，阳极先析出Cl₂，后析出O₂，阴极先产生Cu，后析出H₂，故A正确；
B．阳极上氯离子先放电、阴极上铜离子先放电，当电解氯化铜时，溶液pH增大，所以AB段阳极只产生Cl₂，阴极只产生Cu，故B正确；
C．BC段阴极上铜离子放电生成铜，故C错误；
D．CD段是第三阶段，阳极上氢氧根离子放电、阴极上氢离子放电，所以相当于电解水，故D正确；
故选C．

点评：本题考查了电解原理，明确离子放电顺序是及本题关键，知道每一阶段发生的反应及溶液pH变化原因，题目难度中等．