Question

用a、b两个惰性电极电解0.2L一定浓度的硫酸铜溶液，当a极上产生4.48L（标况）气体时，b极上只有固体析出．然后将电源反接，当b极产生4.48L（标况）气体时，溶液质量共减少45.4克．下列说法正确的是（　　）

• A、将电源反接前a极发生的反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑
• B、将电源反接后，a极发生的反应只有Cu²⁺+2 e^-=Cu
• C、整个电解过程只产生一种气体
• D、原硫酸铜溶液的浓度为2.5mol/L

Answer 1

考点：电解原理

专题：

分析：用惰性电极电解电解硫酸铜溶液时的总的电解反应为：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，
A．将电源反接前a极发生的反应为氢氧根失电子生成氧气，电极反应式为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故A错误；
B．将电源反接后，a极发生的反应除了Cu²⁺+2 e^-=Cu，还有氢离子得电子析出氢气的反应，电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑，故B错误；
C．根据分析可知，既产生了氢气又产生了氧气，故C错误；
D．硫酸铜的浓度为

0.5mol

0.2L

=2.5mol/L，故D正确，故选D．

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．