Question

13．由U形管、铁棒、石墨棒、1L 0．lmol/LC uCl₂溶液等组成如图装置，下列说法不正确的是（　　）

• A． 同时打开K₁、K₂，铁棒上有紫红色物质析出
• B． 只闭合K₁，石墨棒上有紫红色物质析出
• C． 只闭合K₂，当电路中通过0.3mol电子时，两极共产生4.48L（标准状况）气体
• D． 只闭合K₂，一段时间后，将电解质溶液搅拌均匀，溶液的pH变大（不考虑Cl₂的溶解）

Answer 1

分析 若闭合K₁，该装置没有外接电源，所以构成了原电池；组成原电池时，较活泼的金属铁作负极，负极上铁失电子发生氧化反应；石墨棒作正极，正极上铜离子得电子发生还原反应生成铜单质；若闭合K₂，该装置有外接电源，所以构成了电解池，Fe与负极相连为阴极，阴极先是铜离子放电生成铜单质，然后是氢离子放电产生氢气，碳棒与正极相连为阳极，阳极先是氯离子放电产生氯气，然后是氢氧根放电产生氧气，据此解答．

解答 解：A．同时打开K₁、K₂，不能形成闭合回路，铁与铜离子直接发生氧化还原反应生成亚铁离子和铜单质，铁棒上有紫红色物质析出，故A正确；
B．闭合K₁，构成了原电池，石墨棒作正极，正极上铜离子得电子发生还原反应生成铜单质，石墨棒上有紫红色物质析出，故B正确；
C．K₂闭合，Fe与负极相连为阴极，反应为Cu²⁺+2e^-=Cu、2H⁺+2e^-=H₂↑，碳棒与正极相连为阳极，反应为2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，1L 0．lmol/L氯化铜溶液中铜离子物质的量为0.1mol，氯离子物质的量为0.2mol，0.1mol Cu²⁺转移电子0.2mol，0.2mol Cl^-转移电子0.2mol，整个电路中通过0.3mol电子时，阴极氢离子还应得电子0.1mol，产生氢气0.05mol，阳极氢氧根失电子0.1mol，产生氧气0.025mol，两极共产生0.075mol气体，在标况下的体积为0.075mol×22.4L/mol=1.68L，故C错误；
D．由于氯化铜是强酸弱碱盐，因水解该溶液呈酸性，K₂闭合，是电解溶质氯化铜，氯化铜溶液的浓度下降，酸性减弱，pH值增大，故D正确；
故选C．

点评 本题考查了原电池原理和电解池原理，能正确判断电池的类型及两极的反应是解本题的关键，C选项中铜离子、氯离子放电后氢离子、氢氧根继续放电是易错点，题目难度中等．