Question

3．如图所示的两个实验装置中，溶液的体积均为 200mL，开始时电解质溶液的浓度均为 0.1mol•L^-1，工作一段时间后，测得两端导线中均通过0.02mol电子，若不考虑盐的水解和溶液体积的变化，则下列叙述中正确的是（　　）

• A． 产生气体的总体积：①＞②
• B． 电极上析出物质的总质量：②＞①
• C． 溶液的pH变化：①增大，②减小
• D． ①中阳极的电极反应式：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；②中阴极的电极反应式：2H⁺+2e^-═H₂↑

Answer 1

分析 ①、②有外接电源，都是电解池，①中阳极反应为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，阴极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu，②中阳极发生Zn-2e^-=Zn²⁺，阴极发生2H⁺+2e^-=H₂↑，以此解答该题．

解答 解：A．①的阳极反应：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，导线中通过0.02mol电子时，产生氧气的体积V=nVm=0.02mol×$\frac{1}{4}$×22.4L/mol=0.0112L，②中的正极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，导线中通过0.02mol电子时，产生氢气的体积V=nVm=0.02mol×$\frac{1}{2}$×22.4L/mol=0.0224L，所以产生气体的体积：①≠②，故A错误；
B．①右边电极阴极生成铜，反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu；②右边电极为正极生成氢气，反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，则导线中均通过0.02mol电子，所以电极上析出物质的物质的量：①=②，故B错误；
C．①相当于电解硫酸铜，溶液的pH减小，②相当于锌和硫酸中的氢离子反应，所以氢离子减少，酸性减弱，所以pH增大，故C错误；
D．由分析可知，①中阳极反应为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，②中阴极发生2H⁺+2e^-=H₂↑，故D正确．
故选D．

点评 本题综合考查原电池和电解池知识，题目注意把握电极反应的判断和电极方程式的书写，为解答该题的关键，题目难度中等．