Question

13．以石墨电极电解200mL CuSO₄溶液，电解过程中电子转移物质的量n（e^-）与产生气体体积V （g）（标准状况）的关系如图所示．下列说法中，正确的是（　　）

• A． 电解前CuSO₄溶液的物质的量浓度为2mol/L
• B． 电解后所得溶液中c（H⁺）=2mol/L
• C． 当n（e^-）=0.6mol时，V（H₂）：V（O₂）=2：3
• D． 向电解后的溶液中加入16gCuO，则溶液可恢复为电解前的浓度

Answer 1

分析 石墨电极电解200mL CuSO₄溶液，先发生2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，后发生2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，结合图象可知，生成2.24L气体时转移0.4mol电子发生2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，以此来计算解答．

解答 解：A．由生成2.24L气体时转移0.4mol电子发生2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，则n（CuSO₄）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$×2=0.2mol，c（CuSO₄）=$\frac{0.2mol}{0.2L}$=1mol/L，故A错误；
B．生成2.24L气体时转移0.4mol电子，当转移0.4mol电子时，生成n（H₂SO₄）=0.2mol，c（H⁺）=$\frac{0.2mol×2}{0.2L}$=2mol/L，随电解的进行，水继续电解，溶剂减小，则电解后所得溶液中c（H⁺）＞2mol/L，故B错误；
C．当n（e^-）=0.6mol时，发生2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄、2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑～4e^-，n（H₂）=$\frac{0.2mol×2}{4}$=0.1mol，n（O₂）=0.1mol+0.05mol=0.15mol，所以V（H₂）：V（O₂）=0.1mol：0.15mol=2：3，故C正确；
D．因电解后从溶液中析出Cu、氧气、水，则加入16gCuO不会恢复为电解前的浓度，故D错误；
故选C．

点评 本题考查电解原理及计算，明确发生的电解反应及图象中体积与转移电子的关系即可解答，注意从溶液中析出Cu、氧气、水结合电解反应中转移的电子数来计算，题目难度中等．