Question

用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．電解過程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖2所示，橫坐標(biāo)表示電解過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，縱坐標(biāo)表示電解過程中產(chǎn)生氣體的總體積（標(biāo)況）．則下列說法中正確的是（　�。�

• A、電解過程中，b電極表面先有紅色物質(zhì)析出，然后才有氣泡產(chǎn)生
• B、從開始到Q點(diǎn)時(shí)收集到的混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為17
• C、曲線OP段表示H₂和O₂混合氣體的體積變化，曲線PQ段表示O₂的體積變化
• D、a電極上發(fā)生反應(yīng)的方程式為：2H⁺+2e^-═H₂↑和4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：由圖可知，電流由電源正極流向負(fù)極，則b為陽極，a為陰極，惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，發(fā)生2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，結(jié)合圖2可知，通過0.2mol電子時(shí)電解硫酸銅，然后電解硫酸溶液，發(fā)生2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑，P到Q點(diǎn)時(shí)收集到的混合氣體為氫氣和氧氣，以此來解答．

解答： 解：由圖可知，電流由電源正極流向負(fù)極，則b為陽極，a為陰極，惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，發(fā)生2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，結(jié)合圖2可知，通過0.2mol電子時(shí)電解硫酸銅，然后電解硫酸溶液，發(fā)生2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑，P到Q點(diǎn)時(shí)收集到的混合氣體為氫氣和氧氣，
A．b為陽極，溶液中的氫氧根離子放電，則不會(huì)有紅色物質(zhì)析出，故A錯(cuò)誤；
B．從開始到P點(diǎn)，產(chǎn)生氧氣為

0.2mol

4

=0.05mol，從到Q點(diǎn)時(shí)收集到的混合氣體為氫氣和氧氣，由電解水反應(yīng)可知0.2mol電子通過時(shí)生成0.1molH₂、0.05molO₂，從開始到Q點(diǎn)時(shí)收集到的混合氣體中0.1molH₂、0.1molO₂，則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為

0.1mol×2g/mol+0.1mol×32g/mol

(0.1+0.1)mol

=17g?mol^-1，所以從開始到Q點(diǎn)時(shí)收集到的混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為17，故B正確；
C．由上述分析可知，曲線0P段表示O₂的體積變化，曲線PQ段表示H₂和O₂混合氣體的體積變化，故C錯(cuò)誤；
D．a(chǎn)為陰極，先發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，后發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，故D錯(cuò)誤；
故選B．

點(diǎn)評：本題考查了電解原理，明確圖象中曲線變化趨勢原因再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒進(jìn)行分析解答，知道a電極上離子放電順序，題目難度中等．