Question

用惰性电极电解l 00mL4mol?L^-1Cu（NO₃）₂溶液，一定时间后在阳极收集到标准状况下气体l.12L．停止电解，向电解后的溶液中加入足量的铁粉，充分反应后溶液中的Fe²⁺浓度为（设溶液的体积不变）（　　）

A．0.75 m01?L^-1

B．3 m01?L^-1

C．4 m01?L^-1

D．3.75 m01?L^-1

Answer 1

分析：阳极反应式为：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，阴极反应式为：Cu²⁺+2e^-=Cu，
总的反应式为2Cu（NO₃）₂+2H₂O

电解  .

2Cu↓+O₂↑+4HNO₃，
阳极生成气体为氧气，根据n=

V

Vm

计算氧气的物质的量，进而计算电解后溶液中生成的HNO₃的物质的量，计算电解后溶液中硝酸铜的物质的量，
硝酸与铁反应生成硝酸亚铁，反应方程式为8HNO₃+3Fe=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
硝酸铜与铁反应生成硝酸亚铁，反应方程式为Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，
根据方程式计算溶液中Fe²⁺的物质的量，再根据c=

n

V

计算反应后Fe²⁺浓度．

解答：解：阳极反应式为：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，阴极反应式为：Cu²⁺+2e^-=Cu，
阳极生成气体为氧气，氧气的物质的量为

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，则：
总的反应式为：2Cu（NO₃）₂+2H₂O

电解  .

2Cu↓+O₂↑+4HNO₃，
            2                       1       4
            0.1mol               0.05mol    0.2mol
故电解后溶液中生成的HNO₃的物质的量为0.2mol，
电解后溶液中硝酸铜的物质的量为0.1L×4mol?L^-1-0.1mol=0.3mol，
硝酸与铁反应生成硝酸亚铁，反应方程式为8HNO₃+3Fe=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，故0.2molHNO₃生成Fe（NO₃）₂的物质的量为：0.2mol×

3

8

=0.075mol，
硝酸铜与铁反应生成硝酸亚铁，反应方程式为Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，故0.3mol硝酸铜生成Fe（NO₃）₂的物质的量为0.3mol，
反应后溶液中Fe²⁺的物质的量为0.3mol+0.075mol=0.375mol，反应后溶液中Fe²⁺浓度为

0.375mol

0.1L

=3.75mol/L，
故选D．

点评：本题考查电解原理、混合物的有关计算等，难度中等，清楚反应的过程是解题的关键，本题利用过程法解答，思路清晰，计算稍微麻烦，可以利用守恒思想进行解答．