题目内容

11.500mL KNO3和Cu(NO32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2 mol•L-1
B.上述电解过程中共转移2 mol电子
C.向电解后得到的体系中加1molCu2(OH)2CO3固体,可使溶液恢复至电解前的浓度
D.电解后溶液中c(H+)为2 mol•L-1

分析 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),则阴极发生Cu2++2e-═Cu、2H++2e-═H2↑,阳极发生4OH--4e-═O2↑+2H2O,n(O2)=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol,结合电子守恒及物质的量浓度的计算来解答.

解答 解: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),n(O2)=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol,
阳极发生电极反应为:4OH--4e-═O2↑+2H2O,
                                 4mol4mol 1mol
阳极生成1mol氧气转移4mol电子,电解过程中转移电子相等,所以阴极转移4mol电子
阴极发生的电极反应为:2H++2e-═H2
                                 1mol 2mol 1mol  
生成1mol氢气转移2mol电子,所以铜离子得电子生成Cu时得到2mol电子,
Cu2++2e-═Cu
2mol 2mol 1mol 
根据关系式知,生成n(Cu)=1mol,
A.所以原溶液中c(Cu2+)=$\frac{1mol}{0.5L}$=2mol/L,根据电荷守恒得c(K+)=c(NO3-)-2c(Cu2+)=(6-4)mol/L=2mol/L,故A正确;
B.根据以上分析知,共转移4mol电子,故B错误;
C.根据以上分析知,析出的物质相当于1molCuO、1molH2O,Cu2(OH)2CO3可以改写为2CuO.H2O.CO2,根据析出什么加入什么原则知,加入1mol碱式碳酸铜不能使溶液恢复原状,故C错误;
D.电解硝酸铜时阳极附近生成氢离子,电解硝酸钾时实际上是电解水,所以阴极析出Cu时,生成n(H+)=n(OH-)=2mol,电解后溶液中c(H+)=$\frac{2mol}{0.5L}$=4mol/L,故D错误;
故选A.

点评 本题考查电解原理,为高频考点,侧重考查学生分析计算能力,明确电解过程中各个阶段发生的反应是解本题关键,注意转移电子守恒的应用,易错选项是C.

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