Question

4．用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图甲，电解过程中的实验数据如图乙．横坐标表示转移电子的物质的量，纵坐标表示产生气体的总体积（标准状况）．则下列说法不正确的是（　　）

• A． 电解过程中，a电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生
• B． b电极上发生的反应方程式为：2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑
• C． 从P到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为12 g/mol
• D． 从开始到P点收集到的气体是O₂

Answer 1

分析 由图可知，电流由正极流向负极，则b为阳极，a为阴极，惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，发生2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，结合图2可知，通过0.2mol电子时电解硫酸铜，然后电解硫酸溶液，发生2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，P到Q点时收集到的混合气体为氢气和氧气，以此来解答．

解答 解：由图可知，电流由正极流向负极，则b为阳极，a为阴极，惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，发生2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，结合图2可知，通过0.2mol电子时电解硫酸铜，然后电解硫酸溶液，发生2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，
A．a为阴极，先发生Cu²⁺+2e^-═Cu，后发生2H⁺+2e^-═H₂↑，a电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生，故A正确；
B．b为阳极，溶液中的氢氧根离子放电，则b电极上发生的反应方程式为：4OH^--4e^-═H₂O+O₂↑，故B错误；
C．PQ段3.36L气体中，由电解水反应可知0.2mol电子通过时生成0.1mol H₂、0.05mol O₂，故混合气体的平均摩尔质量为$\frac{0.05×32+0.1×2}{0.1+0.05}$=12g•mol^-1，故C正确；
D．由上述分析可知，曲线0～P段表示O₂的体积变化，曲线P～Q段表示H₂和O₂混合气体的体积变化，故D正确．
故选：B．

点评 本题考查电解原理，明确图象这电子转移与生成气体的关系及离子的放电顺序是解答本题的关键，熟悉电解原理即可解答，题目难度不大．