题目内容

16.500mL硝酸钾和硝酸铜的混合溶液中c(NO3-)═6.0mol/L,用石墨做电极电解此溶液,当通电一段时间后两极均收集到22.4L气体(标准状况).下列说法正确的是(  )
A.原混合溶液中钾离子浓度为2 mol/L
B.上述电解过程中共转移6摩尔电子
C.电解得到的铜的物质的量为0.5摩尔
D.电解后溶液中的pH=2

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),阴极发生反应为:Cu2++2e-═Cu、2H++2e-═H2↑,阳极发生反应为: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,
                 4mol 4mol 1mol
阴极发生的电极反应为:Cu2++2e-═Cu、2H++2e-═H2
                                 1mol 2mol 1mol  2mol 2mol 1mol 
A.c(Cu2+)=$\frac{1mol}{0.5L}$=2mol/L,由电荷守恒可知,原混合溶液中c(K+)为6mol/L-2mol/L×2=2mol/L,故A正确;
B.根据氧气计算转移电子的物质的量,转移电子的物质的量=1mol×4=4mol,故B错误;
C.电解得到的Cu的物质的量为1mol,故C错误;
D.电解后溶液中c(H+)为:$\frac{4mol-2mol}{0.5L}$=4mol/L,氢离子浓度不是0.01mol/L,溶液的pH≠2,故D错误;
故选A.

点评 本题考查混合物计算,题目难度中等,明确发生的电极反应及电子守恒是解答本题的关键,难点是D,注意氢氧根离子与氢离子的关系解答,试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学计算能力.

练习册系列答案
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7.某化学兴趣小组用下图所示装置进行电化学原理的实验探究,回答下列问题:
(1)通O2的Pt电极为电池正极(填电极名
称),其电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-
(2)若B电池为电镀池,目的是在某镀件上镀一层
银,则X电极材料为Ag,电解质溶液为AgNO3溶液.
(3)若B电池为精炼铜,且粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质,在X电极(填“X”或“Y”)周围有固体沉积,沉积固体的成分为Ag、Au.
(4)若X、Y均为Pt,B电池的电解质溶液为500mL 1.0mol/L的NaCl溶液,当电池工作一段时间断开电源K,Y电极有560mL(标准状况)无色气体生成(假设电极产生气体完全溢出,溶液体积不变).恢复到常温下,B电池溶液的pH=13,要使该溶液恢复到原来的状态,需加入0.05molHCl(填物质并注明物质的量).
(5)若X、Y均是铜,电解质溶液为NaOH溶液,电池工作一段时间,X极附近生成砖红色沉淀,查阅资料得知是Cu2O,试写出该电极发生的电极反应式为2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O.
(6)若X、Y均是Pt,电解质溶液为饱和Na2SO4溶液,通电一段时间后,在阴极上逸出c mol气体,同时有N g Na2SO4•10H2O 晶体析出,若温度不变,此时剩余溶液的溶质的质量分数为$\frac{7100N}{161(N+18c)}$%.
通过以上题目,请总结书写电极反应式的关键根据电极上发生的氧化或还原反应结合溶液的酸碱性书写.

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