Question

下列四種裝置中，溶液的體積均為250mL，開始時電解質溶液的濃度均為0.10mol/L，工作一段時間后，測得導線上均通過0.02mol電子，若不考慮溶液體積的變化，則下列敘述正確的是（　�。�

A．工作一段時間后溶液的濃度①=②=③=④

B．工作一段時間后溶液的酸堿性：堿性④＞③；酸性：②＞①

C．產生氣體的總體積：④＞③＞①＞②

D．電極上析出的固體的質量：①＞②＞③＞④

Answer 1

分析：電解池是將電能轉化為化學能的裝置，在電解池中，陽極發生氧化反應、陰極發生還原反應．電解池其電極放電順序一般為：陽極：活潑性電極＞S^2-＞I^-＞Br^-＞Cl^-＞含氧酸根離子，陰極：與金屬活動順序表中金屬陽離子的氧化順序一致；該題①、③、④為電解池，①的本質為電解硫酸銅和水，③的本質為電鍍池，在鐵上鍍鋅，④本質為電解食鹽水．②為原電池．原電池中通常是活潑金屬做負極，不活潑金屬做正極，用鋅和銅與硫酸構成原電池時，所以銅是正極，鋅為負極．

解答：解答：①為電解池，反應方程式為2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，每生成1mol O₂，轉移4mol電子，消耗2mol CuSO₄，反應后，溶液pH降低．
②為原電池，鋅為負極，Zn-2e^-=Zn²⁺，銅為正極2H⁺+2e^-=H₂↑每生成1mol H₂，轉移，2mol電子，消耗1mol H₂SO₄，溶液pH升高．
③為電鍍池，陽極反應是陽極金屬失去電子而被氧化成陽離子；陽極Zn-2e^-=Zn²⁺，陰極反應是溶液中的Zn²⁺得電子的還原反應，Zn²⁺+2e^-=Zn溶液中Zn²⁺濃度不變．
④為電解池，反應方程式為2NaCl+2H₂O

通電  .

H₂↑+2NaOH+Cl₂↑每生成1mol H₂，轉移2mol電子，ww消耗NaCl為2 mol，反應后，溶液pH升高．
 A．當溶液的體積均為250mL，開始時電解質溶液的濃度均為0.10mol/L，工作一段時間后，測得導線上均通過0.02mol電子，①消耗CuSO₄為0.01 mol，②消耗0.01mol H₂SO₄，③ZnSO₄溶液的濃度不變．④消耗NaCl為0.02 mol．故A錯誤；
B．④反應后，溶液pH升高．消耗NaCl為0.02 mol．生成0.02 mol NaOH，溶液呈堿性．③Zn²⁺濃度不變，
Zn²⁺水解，溶液略呈酸性．堿性④＞③；
②溶液pH升高，但仍呈酸性，剩余0.025mol-0.01 mol=0.015 mol H₂SO₄．①反應后，溶液pH降低，呈酸性，生成0.01 mol H₂SO₄，酸性：②＞①
故B正確．
C．導線上均通過0.02mol電子．①產生0.005mol O₂．②產生0.01mol H₂．③產生氣體為0．④產生0.01mol H₂和0.01mol Cl₂．產生氣體的總體積：④＞②＞①＞③故C錯誤．
D．導線上均通過0.02mol電子．①電極上析出0.01mol Cu固體質量為0.64克，②電極上析出的固體的質量為0．③鐵電極上析出0.01mol Zn固體的質量為0.65克．④電極上析出的固體的質量為0．電極上析出的固體的質量：③＞①＞②=④．故D錯誤．
故選B．

點評：本題主要考查了電化學知識的綜合應用，考查了原電池的反應原理、電解池電解原理及其應用．做題時要正確寫出電極方程式，準確判斷兩極上離子的放電順序．