Question

体积为1L的某溶液中含有的离子如表所示：用Pt电极电解该溶液，当电路中有3mol电子通过时（忽略电解时溶液体积的变化及电解产物可能存在的溶解现象），下列说法正确的是（　　）

离子	Cu2+	Al3+	NO3-	Cl-
	1	1	a	1

• A、阴极析出的金属是铜与铝
• B、a=3
• C、阳极生成1.5 mol Cl₂
• D、电解后溶液的pH=0

Answer 1

考点：电解原理

专题：

分析：溶液中含有离子为n（Cu²⁺）=1mol/L，n（Al³⁺）=1mol/L，n（NO₃^-）=amol/L，n（Cl^-）=1mol/L；H⁺、OH^-；阳极电极反应为Cl^-、OH^-放电；阴极电极反应可以是Cu²⁺；H⁺；依据离子物质的量和电极反应电子转移守恒计算．

解答： 解：依据电解过程中存在电子守恒，结合电极反应计算分析产物，用Pt电极电解该溶液，当电路中有3mol e^-通过时
阳极电极反应为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
             1mol 1mol 0.5mol   
             4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
            2mol  2mol    1mol             
阴极电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu
               1mol 2mol 1mol
              2H⁺+2e^-=H₂↑
             1mol 1mol 0.5mol
A、阴极析出的金属是铜，无金属铝析出，故A错误；
B、依据溶液中电荷守恒计算忽略氢离子和氢氧根离子浓度：2c（Cu²⁺）+3c（Al³⁺）=c（Cl^-）+c（NO₃^-），计算得到c（NO₃^-）=4mol/L，即a=4，故B错误；
C、依据电极反应、电子守恒可知阳极生成0.5molCl₂，故C错误；
D、电解后溶液PH计算，依据两电极上的反应计算，阳极减少2mol氢氧根离子，同时阴极上减少1mol氢离子，综合计算分析得到溶液中增加氢离子物质的量为1mol，氢离子浓度为1mol/L，pH=0，故D正确；
故选D．

点评：本题考查了电解原理的应用，电极产物的判断和计算，电极反应遵循电子守恒，依据离子物质的量和电极反应中的电子守恒计算分析判断，综合性较强．