Question

用a、b两个惰性电极电解0.2L一定浓度的CuSO₄溶液用a极上产生的4.48L（标准状况下）气体时，b极上只有固体析出．然后将电源反接，继续通直流电，当b极上产生4.48L（标准状况下）气体时溶液质量共减少45.4g．则原来CuSO₄的物质的量浓度为（　　）

• A、1.0mol/L
• B、2.5mol/L
• C、1.5mol/L
• D、1.8mol/L

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：用惰性电极电解电解硫酸铜溶液时的总的电极反应为：2Cu²⁺+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，n（O₂）=

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，所以n（Cu）=2n（O₂）=0.4mol，电源反接b为阳极，首先是0.4mol的铜放电，然后是氢氧根离子放电产生氧气0.2mol，而a极首先是溶液中铜离子放电，后来是氢离子放电，根据溶液质量共减少45.4g，综合分析解题．

解答： 解：首先a电极产生过4.48L气体，即0.2mol氧气，溶液质量减轻6.4g； 反接之后，b电极析出的铜溶解，A电极析出铜，当b电极铜完全溶解后，a电极的铜析出量与b电极溶解量相同．此阶段溶液质量不变． 当B电极产生气体时，A电极会先析出溶液中剩余的铜，然后产生氢气．B电极产生4.48L气体，即0.2mol氧气，溶液质量减轻6.4g，此时用45.4g减去两次产生氧气的量后，剩余的32.6g是产生铜和析出氢气的总质量．整个过程有1.6mol电子转移，设剩余的铜xmol，产生氢气ymol，根据电子守恒有：2xmol+2ymol=1.6mol，根据质量守恒：64xg+2yg=32.6g，计算出x=0.5，y=0.3，也就是有0.5mol铜析出，根据铜元素守恒，即硫酸铜0.5mol，浓度为0.5mol/0.2L=2.5mol/L，即硫酸铜物质的量浓度为2.5mol/L，
故选B．

点评：本题考查电解的原理，电源反接后，原来的阳极是变成阴极，阴极变成阳极，然后根据质量差综合分析解题．