Question

19．将含有0.400mol CuSO₄和0.200mol FeCl₃水溶液1L，用惰性电极电解一段时间后在电极上析出19.2g Cu，此时在另一电极上放出的气体在标状况下的体积为（　　）

• A． 5.60L
• B． 6.72L
• C． 4.48L
• D． 7.84L

Answer 1

分析 用惰性电极电解混合溶液时，阴极反应式依次是Fe³⁺+e^-=Fe²⁺、Cu²⁺+2e^-=Cu、2H⁺+2e^-=H₂↑，阳极反应式依次是2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
当阳极上析出19.2gCu时，析出n（Cu）=$\frac{19.2g}{64g/mol}$=0.3mol＜0.4mol，说明铜离子没有完全放电，阴极上铁离子得电子生成亚铁离子，所以阴极转移电子物质的量=n（Fe³⁺）+2n（Cu）=0.2mol+2×0.3mol=0.8mol；
阳极上氯离子先放电，氯离子完全放电时转移电子物质的量=n（Cl^-）=0.2mol×3=0.6mol＜0.8mol，所以还有0.2mol电子是氢氧根离子放电转移的，则生成氧气物质的量=$\frac{0.2mol}{4}$=0.05mol，根据V=nV_m计算生成气体体积．

解答 解：用惰性电极电解混合溶液时，阴极反应式依次是Fe³⁺+e^-=Fe²⁺、Cu²⁺+2e^-=Cu、2H⁺+2e^-=H₂↑，阳极反应式依次是2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
当阳极上析出19.2gCu时，析出n（Cu）=$\frac{19.2g}{64g/mol}$=0.3mol＜0.4mol，说明铜离子没有完全放电，阴极上铁离子得电子生成亚铁离子，所以阴极转移电子物质的量=n（Fe³⁺）+2n（Cu）=0.2mol+2×0.3mol=0.8mol；
阳极上氯离子先放电，氯离子完全放电时转移电子物质的量=n（Cl^-）=0.2mol×3=0.6mol＜0.8mol，所以还有0.2mol电子是氢氧根离子放电转移的，则生成氧气物质的量=$\frac{0.2mol}{4}$=0.05mol，
根据Cl原子守恒得生成n（Cl₂）=$\frac{1}{2}$n（Cl^-）=$\frac{1}{2}$×0.6mol=0.3mol，
所以生成气体在标况下体积=（0.05+0.3）mol×22.4L/mol=7.84L，故选D．

点评 本题考查电解原理，为高频考点，明确离子放电顺序是解本题关键，根据离子放电顺序及转移电子守恒进行计算，注意阴极上铁离子先得电子，为易错点．