题目内容

500m L KNO3和Cu(NO32的混合溶液中c(NO3-)=6mol?L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4L气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为500mL,下列说法正确的是(  )
①原混合溶液中c(K+)=4mol?L-1
②原混合溶液中c(K+)=2mol?L-1
③电解得到的Cu的物质的量为0.5mol      
④电解后溶液中c(H+)=2mol?L-1
⑤向电解后的溶液中加入一定量的CuO可恢复为原溶液
⑥向电解后的溶液中加入一定量的Cu(OH)2可恢复为原溶液
⑦上述电解过程中共转移了4mol电子      
⑧电解后溶液中c(H+)=4mol?L-1
A、②⑥⑦⑧B、①④⑤⑦
C、②⑤⑦⑧D、①③④⑥
考点:电解原理
专题:化学反应中的能量变化
分析:石墨作电极电解此溶液时,阳极发生的反应为:4OH--4e-═O2↑+2H2O,阴极上发生的电极反应为:Cu2++2e-═Cu,2H++2e-═H2↑,
两极均收集到22.4L(标况)气体,n=
22.4L
22.4L/mol
=1mol,即均生成1mol的气体,阳极生成1mol氧气说明转移了4mol电子,而阴极上生成的1molH2只得到了2mol电子,所以剩余2mol电子由铜离子获得,且溶液中有1molCu2+,再根据溶液为电中性,遵循电荷守恒可得钾离子物质的量浓度,从该溶液中析出Cu、H2、O2
所以电解后加入一定量的Cu(OH)2可恢复为原溶液,根据以上分析结合电子守恒及物质的量浓度的计算来解答.
解答: 解:石墨作电极电解此溶液,阳极发生的反应为:4OH--4e-═O2↑+2H2O,阴极上发生的电极反应为:Cu2++2e-═Cu,2H++2e-═H2↑,
当通电一段时间后,两极均收集到22.4L气体(标准状况),n=
22.4L
22.4L/mol
=1mol,
阳极发生4OH--4e-═O2↑+2H2O,
       4mol 4mol 1mol
阴极发生Cu2++2e-═Cu、2H++2e-═H2↑,
        1mol 2mol 1mol   2mol 2mol 1mol
①c(Cu2+)=
1mol
0.5L
=2mol/L,由电荷守恒可得c(K+)=6mol?L-1-2mol/L×2=2mol/L,故①错误;
②根据①分析,c(K+)=2mol/L,故②正确;
③根据以上分析知,析出铜的物质的量为1mol,故③错误;
④电解后溶液中c(H+)为
4mol-2mol
0.5L
=4mol/L,故④错误;
⑤从该溶液中析出Cu、H2、O2,所以电解后加入一定量的Cu(OH)2可恢复为原溶液,故⑤错误;
⑥根据⑤分析可知,电解后加入一定量的Cu(OH)2可恢复为原溶液,故⑥正确;
⑦生成1mol氧气需要转移电子4mol,所以上述电解过程中共转移了4mol电子,故⑦正确;
⑧电解后溶液中c(H+)为
4mol-2mol
0.5L
=4mol/L,故⑧正确;
故选A.
点评:本题考查电解原理,明确发生的电极反应及电子守恒是解答本题的关键,题目难度中等,选项⑤为学生解答的难点,注意该溶液中析出Cu、H2、O2,电解后加入一定量的Cu(OH)2可恢复为原溶液.
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