Question

19．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1：3的CuSO₄和NaCl的混合溶液，可能发生的反应有（　　）
①2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑  
②Cu²⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cu+Cl₂↑
③2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑ 
④2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑

• A． ①②③
• B． ①②④
• C． ②③④
• D． ②④

Answer 1

分析 用惰性电极电解物质的量浓度之比为1：3的CuSO₄和NaCl的混合溶液，电解过程分为：
第一阶段，阳极上氯离子放电、阴极上铜离子放电；
第二阶段：阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电；
第三阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电．

解答 解：用惰性电极电解物质的量浓度之比为1：3的CuSO₄和NaCl的混合溶液，设溶液体积为1L，硫酸铜浓度为1mol/L，氯化钠浓度为3mol/L，则n（CuSO₄）=n（Cu）=1mol，n（NaCl）=n（Cl^-）=3mol，
根据转移电子守恒，第一阶段：阳极上氯离子放电，阴极上铜离子放电，当铜离子完全析出时转移电子的物质的量为2mol，转移2mol电子时析出2mol氯离子，所以氯离子还剩余1mol，则此时发生的电池反应式为②；
第二阶段：阴极上氢离子放电，阳极上氯离子放电，当氯离子完全析出前，发生的电池反应式为③；
第三阶段：阴极上氢离子放电，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，所以发生的电池反应式为④；
故选：C．

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，结合转移电子相等判断阴阳极上析出的物质，难度中等．