Question

4．电解含重水（D₂O）的普通水，当电路中有4mol电子通过时，测得两惰性电极上共产生36.5g气体，则在生成的气体中${\;}_{1}^{2}$H和${\;}_{1}^{1}$H的质量比为（　　）

• A． 1：4
• B． 1：5
• C． 2：5
• D． 2：7

Answer 1

分析 先根据方程式判断氢气和氧气的体积之比，根据电路中有4mol电子通过时计算氧气的质量，再利用质量和计算氢气的质量，最后列方程组进行计算．

解答 解：电解水的方程式为2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，由方程式知，氢气和氧气的体积之比为2：1，当电路中有4mol电子通过时，生成氢气为2mol，生成氧气为1mol
，则氧气的质量=1×32=32g，所以2mol氢气的质量为36.5-32=4.5g，所以氢气的平均摩尔质量=$\frac{4.5}{2}$=2.25g/mol，所以设在生成的气体中${\;}_{1}^{2}$H和${\;}_{1}^{1}$H的质量分别为x、y，所以$\left\{\begin{array}{l}{x+y=4.5}\\{\frac{x}{4}+\frac{y}{2}=2}\end{array}\right.$，解得x=1，y=3.5，所以生成的气体中${\;}_{1}^{2}$H和${\;}_{1}^{1}$H的质量比为1：3.5=2：7，
故选D．

点评 本题以电解原理为载体考查了物质的量的有关计算，难度不大，充分利用平均摩尔质量法是解答本题的关键．