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19.电解原理在化学工业中有着广泛的应用.图甲表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连.则下列说法不正确的是(  )
A.若此装置用于电解精炼铜,则X为纯铜、Y为粗铜,电解的溶液a可以是硫酸铜或氯化铜溶液
B.按图甲装置用惰性电极电解AgN03溶液,若图乙横坐标x表示流入电极的电子的物质的量,则E可表示反应生成硝酸的物质的量,F表示电解生成气体的物质的量
C.按图甲装置用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液,通电一段时间后,加入0.5mol的碳酸铜刚好恢复到通电前的浓度和pH,则电解过程中转移的电子为2.0 mol
D.若X、Y为铂电极.a溶液为500 mL KCl和KNO3的混合液,经过一段时间后,两极均得到标准状况下11.2 L气体,则原混合液中KCl的物质的量浓度至少为2.0 mol•L-1

分析 A、电解精炼铜粗铜作阳极,精铜阴极,电解的溶液a可以是硫酸铜或氯化铜溶液;
B、当电解硝酸银溶液时,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,阴极上银离子放电生成银,根据转移电子、氧气、硝酸的关系式判断;
C、根据“析出什么加入什么”的方法计算转移电子的物质的量;
D、电解KCl和KNO3的混合液,阳极上氯离子放电生成氯气,2Cl--2e-=Cl2↑,阴极上氢离子放电析出氢气,再结合两极上产生气体的物质的量计算氯离子的物质的量,并计算氯化铜的物质的量,根据物质的量浓度公式计算氯化铜溶液浓度.

解答 解:A.电解精炼铜粗铜作阳极,精铜阴极,所以Y为纯铜、X为粗铜,电解的溶液a可以是硫酸铜或氯化铜溶液,故A正确;
B.硝酸银的电解方程式为:4AgNO3+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$O2↑+4HNO3+4Ag,根据方程式知,当转移4mol电子时生成1mol氧气,4mol硝酸,和图象吻合,故B正确;
C.根据“析出什么加入什么”的方法知,电解硫酸铜溶液时,阴极上析出的是铜,根据原子守恒知,0.5mol的碳酸铜中铜元素的物质的量是0.5mol,阴极上的电极反应式为:Cu2++2e-=Cu,所以析出0.5mol铜需要转移电子的物质的量是1mol,故C错误;
D.电解500 mL KCl和KNO3的混合液,阳极上氯离子放电生成氯气,2Cl--2e-=Cl2↑,阴极上氢离子放电析出氢气,两极均得到标准状况下11.2 L即0.5mol气体,所以氯离子的物质的量是0.5mol,氯化钾的物质的量是0.25mol,浓度是:$\frac{0.25mol}{0.5L}$=0.5mol/L,故D错误;
故选C.

点评 本题考查电解原理,明确溶液中离子放电顺序是解本题关键,结合原子守恒、得失电子守恒来分析解答即可,难度中等.

练习册系列答案
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10.某化学小组用MnO2和浓盐酸共热制取Cl2时,利用刚吸收过SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理.请按要求回答下列问题.
(1)请写出用此法制取Cl2的离子方程式:MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O.
(2)该尾气吸收处理一段时间后,吸收液中(假设不含酸式盐)肯定存在的阴离子有OH-、Cl-、SO42-、Cl-;对可能大量存在的其他阴离子(不考虑空气中CO2的影响)设计如下实验进行探究.
①提出假设:
假设1:只存在SO32-;假设2.只存在ClO-;假设3:既存在SO32-也存在ClO-.
②质疑讨论:经分析假设3不合理,理由是SO32-具有强还原性,ClO-具有强氧化性,两者发生氧化还原反应而不能大量共存.
③实验方案设计与分析:
限选试剂:3moL•L-1H2SO4、1moL•L-1NaOH、0.01mol•L-1KMnO4、紫色石蕊试液.
实验步骤 预期现象和结论
步骤一:取少量吸收液于试管中,滴加3mol•L-1H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于A、B试管中.
步骤二:在A试管中滴加0.01mol•L-1KMnO4,振荡. 若溶液褪色,则说明假设1成立.
步骤三:在B试管中滴加紫色石蕊溶液,振荡. 若先变红后褪色,则说明假设2成立.
(3)假设有224mL(标准状况下)SO2被15mL 1mol•L-1的NaOH溶液完全吸收,得溶液X.忽略盐类的水解,所得X溶液中溶质正盐的物质的量为0.005mol;0.02.若用0.2000mol•L-1KIO3溶液恰好将上述溶液X中所有的硫元素氧化,还原产物为I2,则消耗KIO3溶液的体积为20mL.

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