Question

6．用惰性电极电解KCl和CuSO₄混合液250mL，经过一段时间后，两极均得到16.8L气体（标准状况），则下列有关描述中，正确的是（　　）

• A． 阳极发生的反应只有：2Cl^--2e^-═Cl₂↑
• B． 两极得到的气体均为混合气体
• C． 若Cu²⁺起始浓度为l mol•L^-l，则C1^-起始浓度为2 mol•L^-1
• D． Cu²⁺的起始物质的量应小于0.75 mol

Answer 1

分析 惰性电极电解KCl和CuSO₄混合液，阴极发生Cu²⁺+2e^-=Cu、2H⁺+2e^-=H₂↑，阳极发生2Cl^--2e^-=Cl₂↑、40H^--4e^-═2H₂O+O₂↑，结合两极均得到16.8L气体（ STP），说明阴极两个反应都发生了，阳极也是，据电子守恒分析解答．

解答 解：A、阳极发生2Cl^--2e^-=Cl₂↑、40H^--4e^-═2H₂O+O₂↑两个反应，故A错误；
B、阴极得到的气体只有氢气，故B错误；
C、两极均得到16.8L气体，则n（H₂）=0.75mol，电解时先发生Cu²⁺+2e^-=Cu、2Cl^--2e^-=Cl₂，n（Cu²⁺）=1mol/L×0.25L=0.25mol，其转移电子0.5mol，转移电子共0.75mol×2+0.5mol=2mol，若n（C1^-）=2mol/L×0.25L=0.5mol，则n（Cl₂）=0.25mol，其转移电子0.5mol，据电子守恒，生成氧气转移电子为1.5mol，则生成氧气为$\frac{1.5mol}{4}$=0.375mol，两极生成气体不同，故C错误；
D、两极均得到16.8L气体，则n（H₂）=0.75mol，电解时先发生Cu²⁺+2e^-=Cu、2Cl^--2e^-=Cl₂，后发生2H⁺+2e^-=H₂↑、40H^--4e^-═2H₂O+O₂↑，生成的n（Cl₂）+n（O₂）=0.75mol，若n（Cu²⁺）=0.75mol，则阴极共转移电子物质的量为n（Cu²⁺）×2+n（H₂）×2=0.75mol×2+0.75mol×2=3mol，据电子守恒，阳极转移电子n（Cl₂）×2+[0.75-n（Cl₂）]×4=3mol，3-2n（Cl₂）=3，这是不可能的，所以Cu²⁺的起始物质的量应小于0.75 mol，故D正确；
故选D．

点评 本题考查电解原理，明确惰性电极电解时离子的放电顺序及发生的电极反应是解答本题的关键，选项C为解答的难点，注意转移的电子守恒来解答，题目难度中等．