Question

12．将等物质的量浓度的CuSO₄溶液和NaCl溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解中溶液pH随时间t变化的曲线如图，则下列说法正确的是（　　）

• A． 阳极产物一定是Cl₂，阴极产物一定是Cu
• B． BC段表示在阴极上是H⁺放电产生了H₂
• C． CD段表示电解水
• D． CD段表示阳极上OH^-放电破坏了水的电离平衡，产生了H⁺

Answer 1

分析 将等物质的量浓度的CuSO₄溶液和NaCl溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解顺序为先电解氯化铜，再电解硫酸铜，最后电解水．设CuSO₄的和NaCl各nmol，电解分3个阶段：
AB段：阳极：nmol氯离子失nmol电子，阴极：$\frac{1}{2}$nmol铜离子得nmol电子，由于铜离子水解使溶液酸性减弱，铜离子浓度逐渐减小，溶液pH值逐渐增大；
BC段：阳极：nmol氢氧根离子失nmol电子（来源于水的电离），阴极：$\frac{1}{2}$nmol铜离子再得nmol电子，由于氢氧根离子消耗，溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH值迅速减小；
CD段：阳极：氢氧根离子失去电子，阴极：氢离子得到电子，开始电解水，溶液中氢离子浓度逐渐增大，pH值减小，
根据以上分析进行判断．

解答 解：设CuSO₄的和NaCl各nmol，电解分3个阶段：
AB段：阳极：nmol氯离子失nmol电子，阴极：$\frac{1}{2}$nmol铜离子得nmol电子，由于铜离子水解使溶液酸性减弱，铜离子浓度逐渐减小，溶液pH值逐渐增大；
BC段：阳极：nmol氢氧根离子失nmol电子（来源于水的电离），阴极：$\frac{1}{2}$nmol铜离子再得nmol电子，由于氢氧根离子消耗，溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH值迅速减小；
CD段：阳极：氢氧根离子失去电子，阴极：氢离子得到电子，开始电解水，溶液中氢离子浓度逐渐增大，pH值减小，
A、电解开始时，阳极先发生2Cl^--2e^-═Cl₂↑，后发生4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，阴极反应先发生Cu²⁺+2e^-═Cu，后发生2H⁺+2e^-═H₂↑，故A错误；
B、BC段阳极发生的电极反应是：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，阴极铜离子得到电子，生成铜单质，故B错误；
C、CD段：阳极：氢氧根离子失去电子，阴极：氢离子得到电子，开始电解水，故C正确；
D、CD段发生2H⁺+2e^-═H₂↑、4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，即CD段电解的物质是水，故D错误；
故选：C．

点评 本题考查电解原理，明确电解过程中离子的移动及离子的放电顺序、发生的电极反应是解答本题的关键，并注意结合图象来分析解答，题目难度中等．