Question

用惰性电极电解硫酸铜和盐酸的混合溶液，则阴、阳两极产生的气体成分及体积比不可能是（　　）

• A、阳极为纯净气体，阴、阳两极产生的气体体积比≤1：1
• B、阳极为纯净气体，阴、阳两极产生的气体体积比≥1：1
• C、阳极为混合气体，阴、阳两极产生的气体体积比≤1：1
• D、阳极为混合气体，阴、阳两极产生的气体体积比≥1：1

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：依据电解原理，依据溶液中阴阳离子的放电顺序，书写电极反应，结合电解过程中电极上的电子守恒进行计算分析判断；
溶液中的阳离子为Cu²⁺、H⁺；阴离子SO₄^2-、Cl^-、OH^-；电解时离子放电顺序，阳离子为Cu²⁺＞H⁺；阴离子Cl^-＞OH^-＞SO₄^2-；
电解开始阶段，阳极生成氯气，阴极无气体生成，阳极气体体积大于阴极，当铜离子全部放电后，溶液中氢离子放电，此过程实质是电解水，阴极生成氢气．水的电离析出氢气是氧气的2倍．若电解的是氯化铜、硫酸铜，水，依据电极上电子守恒，阴、阳两极产生的气体体积比≤1：1，若电解的是氯化铜、盐酸，水，依据电极上电子守恒阴、阳两极产生的气体体积比≥1：l；

解答： 解：溶液中的阳离子为Cu²⁺、H⁺；阴离子SO₄^2-、Cl^-、OH^-；电解时离子放电顺序，阳离子为Cu²⁺＞H⁺；阴离子Cl^-＞OH^-＞SO₄^2-；
A．阳极为纯净气体，则阳极电极反应：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；阴极电极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu 2H⁺+2e^-=H₂↑，电解开始阶段，阳极生成氯气，阴极无气体生成，若电解的是氯化铜和盐酸，电解的依据电极上电子守恒，可知阴、阳两极产生的气体体积比≤1：l，故A正确；
B．阳极为纯净气体，则阳极电极反应：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；阴极电极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu 2H⁺+2e^-=H₂↑，电解开始阶段，阳极生成氯气，阴极无气体生成，若电解的是氯化铜和盐酸，依据电极上电子守恒，阴、阳两极产生的气体体积比不可能≥l：1，故B错误；
C．阳极为混合气体，则阳极电极反应：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；阴极电极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu 2H⁺+2e^-=H₂↑，若电解的是氯化铜、硫酸铜，水，依据电极上电子守恒，阴、阳两极产生的气体体积比≤1：1，故C正确；
D．阳极为混合气体，则阳极电极反应：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；阴极电极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu 2H⁺+2e^-=H₂↑，若电解的是氯化铜、盐酸，水，依据电极上电子守恒阴、阳两极产生的气体体积比≥1：l；故D正确；
故选B．

点评：本题考查了电解原理的应用，主要是依据电极产生的气体不同，关键是把电解分为几个不同阶段的电解理解判断，题目难度中等．