Question

19．用石墨作电极电解KCl和CuSO₄（等体积混合）混合溶液，电解过程中溶液pH随时间t的变化如图所示，下列说法正确的是（　　）

• A． ab段H⁺被还原，溶液的pH 增大
• B． cd 段相当于电解水
• C． c点时加人适量CuCl₂固体，电解液可恢复原来浓度
• D． 原溶液中KCl和CuSO₄的物质的量浓度之比为2：1

Answer 1

分析 用惰性电极电解相等体积的KCl和CuSO₄混合溶液，溶液中存在的离子有：K⁺，Cl^-，Cu²⁺，SO₄^2-，H⁺，OH^-
阴极离子放电顺序是Cu²⁺＞H⁺，阳极上离子放电顺序是Cl^-＞OH^-，电解过程中分三段：
第一阶段：阳极上电极反应式为2Cl^--2e^-═Cl₂↑、阴极电极反应式为Cu²⁺+2e^-═Cu，铜离子浓度减小，水解得到氢离子浓度减小，溶液pH上升；
第二阶段：阳极上电极反应式为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑（或2H₂O-4e^-═4H⁺+O₂↑），阴极反应先发生Cu²⁺+2e^-═Cu，反应中生成硫酸，溶液pH降低；
第三阶段：阳极电极反应式为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑、阴极电极反应式为2H⁺+2e^-═H₂↑，实质是电解水，溶液中硫酸浓度增大，pH继续降低．
据此分析解答．

解答 解：ab段由于铜离子浓度减小，水解得到氢离子浓度减小，溶液pH上升，氢离子为被还原，故A错误；
B．cd段pH降低，此时电解反应参与的物质为H⁺，OH^-，H₂O，电解反应相当于电解水，故B正确；
C．电解至c点时，溶液中溶质为硫酸、硫酸钾，往电解液中加入适量CuCl₂固体，不能使电解液恢复至原来的浓度，故C错误；
D．图象中具体数量关系未知，不能原混合溶液中KCl和CuSO₄的浓度之比，故D错误．
故选B．

点评 本题考查电解原理，明确离子放电顺序是解本题关键，根据电解过程中溶液中氢离子浓度变化判断发生的反应．本题设计到的电解反应较多，需结合图象分析每一段变化所对应的电解反应，考查分析能力，难度较大，属于难题．