Question

19．用石墨作電極電解KCl和CuSO₄（等體積混合）混合溶液，電解過(guò)程中溶液pH隨時(shí)間t的變化如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． ab段H⁺被還原，溶液的pH 增大
• B． cd 段相當(dāng)于電解水
• C． c點(diǎn)時(shí)加人適量CuCl₂固體，電解液可恢復(fù)原來(lái)濃度
• D． 原溶液中KCl和CuSO₄的物質(zhì)的量濃度之比為2：1

Answer 1

分析 用惰性電極電解相等體積的KCl和CuSO₄混合溶液，溶液中存在的離子有：K⁺，Cl^-，Cu²⁺，SO₄^2-，H⁺，OH^-
陰極離子放電順序是Cu²⁺＞H⁺，陽(yáng)極上離子放電順序是Cl^-＞OH^-，電解過(guò)程中分三段：
第一階段：陽(yáng)極上電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑、陰極電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-═Cu，銅離子濃度減小，水解得到氫離子濃度減小，溶液pH上升；
第二階段：陽(yáng)極上電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑（或2H₂O-4e^-═4H⁺+O₂↑），陰極反應(yīng)先發(fā)生Cu²⁺+2e^-═Cu，反應(yīng)中生成硫酸，溶液pH降低；
第三階段：陽(yáng)極電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑、陰極電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-═H₂↑，實(shí)質(zhì)是電解水，溶液中硫酸濃度增大，pH繼續(xù)降低．
據(jù)此分析解答．

解答 解：ab段由于銅離子濃度減小，水解得到氫離子濃度減小，溶液pH上升，氫離子為被還原，故A錯(cuò)誤；
B．cd段pH降低，此時(shí)電解反應(yīng)參與的物質(zhì)為H⁺，OH^-，H₂O，電解反應(yīng)相當(dāng)于電解水，故B正確；
C．電解至c點(diǎn)時(shí)，溶液中溶質(zhì)為硫酸、硫酸鉀，往電解液中加入適量CuCl₂固體，不能使電解液恢復(fù)至原來(lái)的濃度，故C錯(cuò)誤；
D．圖象中具體數(shù)量關(guān)系未知，不能原混合溶液中KCl和CuSO₄的濃度之比，故D錯(cuò)誤．
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電解原理，明確離子放電順序是解本題關(guān)鍵，根據(jù)電解過(guò)程中溶液中氫離子濃度變化判斷發(fā)生的反應(yīng)．本題設(shè)計(jì)到的電解反應(yīng)較多，需結(jié)合圖象分析每一段變化所對(duì)應(yīng)的電解反應(yīng)，考查分析能力，難度較大，屬于難題．