Question

14．将等物质的量浓度的Cu（NO₃）₂和KCl等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法错误的是（　　）

• A． AB段阳极只产生Cl₂，阴极只产生Cu
• B． BC段表示在阴极上是H⁺放电产生了H₂
• C． CD段相当于电解水
• D． 阳极先析出Cl₂，后析出O₂，阴极先产生Cu，后析出H₂

Answer 1

分析 设CuSO₄的和KCl各n mol，
AB段：阳极发生2Cl^--2e^-═Cl₂↑，阴极发生Cu²⁺+2e^-═Cu，nmol氯离子失n mol电子，阴极上$\frac{1}{2}$nmol铜离子得nmol电子，由于铜离子水解使溶液酸性减弱，铜离子浓度逐渐减小，溶液pH值逐渐增大；
BC段：阳极发生2H₂O-4e^-═4H⁺+O₂↑，阴极发生Cu²⁺+2e^-═Cu，阴极上$\frac{1}{2}$n mol铜离子再得nmol电子，溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH值迅速减小；
CD段：阳极发生4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，阴极发生2H⁺+2e^-═H₂↑，实质是电解水，溶液中氢离子浓度逐渐增大，pH值减小．

解答 解：设CuSO₄的和KCl各n mol，
AB段：阳极发生2Cl^--2e^-═Cl₂↑，阴极发生Cu²⁺+2e^-═Cu，nmol氯离子失n mol电子，阴极上$\frac{1}{2}$nmol铜离子得nmol电子，由于铜离子水解使溶液酸性减弱，铜离子浓度逐渐减小，溶液pH值逐渐增大；
BC段：阳极发生2H₂O-4e^-═4H⁺+O₂↑，阴极发生Cu²⁺+2e^-═Cu，阴极上$\frac{1}{2}$n mol铜离子再得nmol电子，溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH值迅速减小；
CD段：阳极发生4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，阴极发生2H⁺+2e^-═H₂↑，实质是电解水，溶液中氢离子浓度逐渐增大，pH值减小．
A．由上述分析可知，AB段阳极只产生Cl₂，阴极只产生Cu，故A正确；
B．BC段表示在阴极上电极反应式为：Cu²⁺+2e^-═Cu，故B错误；
C．CD段发生2H⁺+2e^-═H₂↑、4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，即CD段电解的物质是水，故C正确；
D．由上述分析可知，阳极先析出Cl₂，后析出O₂，阴极先产生Cu，后析出H₂，故D正确，
故选：B．

点评 本题考查电解原理，明确电解过程中离子的移动及离子的放电顺序、发生的电极反应是解答本题的关键，并注意结合图象来分析解答，题目难度中等．