Question

1L溶液中含有下列離子，用Pt電極電解該溶液，當電路中有3mol e^-通過時（忽略電解時溶液體積的變化及電極產物可能存在的溶解現象），下列說法正確的是（ ）

離子	Cu2+	Al3+	NO3-	Cl-
物質的量濃度（mol/L）	1	1	a	1

A．電解后溶液的pH=0
B．a=3
C．陽極生成1.5molCl₂
D．陰極析出的金屬是銅和鋁

Answer 1

【答案】分析：溶液中含有離子為n（Cu²⁺）=1mol/L，n（Al³⁺）=1mol/L，n（NO₃^-）=amol/L，n（Cl^-）=1mol/L；H⁺、OH^-；陽極電極反應為Cl^-、OH^-放電；陰極電極反應可以是Cu²⁺；H⁺；依據離子物質的量和電極反應電子轉移守恒計算．
解答：解：依據電解過程中存在電子守恒，結合電極反應計算分析產物，用Pt電極電解該溶液，當電路中有3mol e^-通過時
陽極電極反應為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
               1mol 1mol 1mol   
             4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
            2mol  2mol    1mol             
陰極電極反應為：Cu²⁺+2e^-=Cu
               1mol 2mol 1mol
              2H⁺+2e^-=H₂↑
             1mol 1mol 0.5mol
A、電解后溶液PH計算，依據兩電極上的反應計算，陽極減少2mol氫氧根離子，同時陰極上減少1mol氫離子，綜合計算分析得到溶液中增加氫離子物質的量為1mol，氫離子濃度為1mol/L，pH=0，故A正確；
B、依據溶液中電荷守恒計算忽略氫離子和氫氧根離子濃度：2c（Cu²⁺）+3c（Al³⁺）=c（Cl^-）+c（NO₃^-），計算得到c（NO₃^-）=4mol/L，故B錯誤；
C、依據電極反應電子守恒可知陽極生成1molCl₂，故C錯誤；
D、陰極析出的金屬是銅，無金屬鋁析出，故D錯誤；
故選A．
點評：本題考查了電解原理的應用，電極產物的判斷和計算，電極反應遵循電子守恒，依據離子物質的量和電極反應中的電子守恒計算分析判斷，綜合性較強．