Question

【題目】用惰性電極電解100ml4mol/L的Cu(NO3)2溶液，一段時間后在陽極收集到標況下氣體1.12L，停止電解，向電解后的溶液中加入足量的鐵粉，充分作用后溶液中Fe2+濃度為（設(shè)溶液體積不變）

A．0.75mol/L B．2.75mol/L C．4mol/L D．3.75mol/L

Answer 1

【答案】D

【解析】

試題分析：用惰性電極電解100ml4mol/L的Cu(NO3)2 溶液，陽極反應(yīng)式為：2H2O-4e- =4H+ +O2↑，陰極反應(yīng)式為：Cu2++2e-=Cu，陽極生成氣體為氧氣，氧氣的物質(zhì)的量為n(O2)=1.12L÷22.4L/mol=0.05mol，則：

總的反應(yīng)式為：2Cu(NO3)2+2H2O2Cu↓+O2↑+4HNO3，

2 1 4

0.1mol 0.05mol 0.2mol

故電解后溶液中生成的HNO3的物質(zhì)的量為0.2mol，電解后溶液中硝酸銅的物質(zhì)的量為0.1L×4molL-1 -0.1mol=0.3mol，硝酸與鐵反應(yīng)生成硝酸亞鐵，反應(yīng)方程式為8HNO3+3Fe=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O，故0.2mol HNO3生成Fe(NO3)2的物質(zhì)的量為：0.2mol×3/8=0.075mol，硝酸銅與鐵反應(yīng)生成硝酸亞鐵，反應(yīng)方程式為Fe+Cu2+ =Fe2+ +Cu，故0.3mol硝酸銅生成Fe(NO3)2的物質(zhì)的量為0.3mol，反應(yīng)后溶液中Fe2+的物質(zhì)的量為0.3mol+0.075mol=0.375mol，反應(yīng)后溶液中Fe2+濃度為0.375mol÷0.1L=3.75mol/L，故選項D正確。