Question

8．某溫度時(shí)，使用一對石墨電極電解飽和Na₂SO₄溶液，當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)停止電解，析出Na₂SO₄•10H₂O晶體m g，所有數(shù)據(jù)都在相同溫度下測得，下列敘述正確的是（　　）

• A． 電解后溶液質(zhì)量減少（m+36）g
• B． 原溶液中Na₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{71m}{161（m+18）}$
• C． 若其它條件不變，將石墨電極替換為銅電極，則陰極析出2mol H₂
• D． 若其它條件不變，將石墨電極替換為銅電極，則析出Na₂SO₄•10H₂O晶體仍為m g

Answer 1

分析 用石墨電極電解飽和硫酸鈉溶液時(shí)，陽極上生成氧氣、陰極上生成氫氣，所以實(shí)質(zhì)上是電解水，當(dāng)電解1mol水時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子，所以當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)生成實(shí)際上是電解1mol水，其質(zhì)量為18g，
A．電解后溶液質(zhì)量減少量=電解水的質(zhì)量+析出晶體質(zhì)量；
B．析出硫酸鈉的質(zhì)量=$\frac{mg}{322g/mol}×142g/mol$=$\frac{71}{161}$mg，溶液質(zhì)量=（18+m）g，溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{溶質(zhì)質(zhì)量}{溶液質(zhì)量}×100%$；
C．若其它條件不變，將石墨電極替換為銅電極，陰極上仍然是氫離子放電生成氫氣，但陽極上Cu失電子生成銅離子；
D．若其它條件不變，將石墨電極替換為銅電極，陽極上生成銅離子、陰極上生成氫氣同時(shí)還有OH^-生成，銅離子和OH^-反應(yīng)生成Cu（OH）₂沉淀．

解答 解：用石墨電極電解飽和硫酸鈉溶液時(shí)，陽極上生成氧氣、陰極上生成氫氣，所以實(shí)質(zhì)上是電解水，當(dāng)電解1mol水時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子，所以當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)生成實(shí)際上是電解1mol水，其質(zhì)量為18g，
A．電解后溶液質(zhì)量減少量=電解水的質(zhì)量+析出晶體質(zhì)量=（18+m）g，故A錯(cuò)誤；
B．析出硫酸鈉的質(zhì)量=$\frac{mg}{322g/mol}×142g/mol$=$\frac{71}{161}$mg，溶液質(zhì)量=（18+m）g，溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{溶質(zhì)質(zhì)量}{溶液質(zhì)量}×100%$=$\frac{\frac{71}{161}mg}{（18+m）g}$=$\frac{71m}{161（18+m）}$，故B正確；
C．若其它條件不變，將石墨電極替換為銅電極，陰極上仍然是氫離子放電生成氫氣，但陽極上Cu失電子生成銅離子，陰極析出1mol H₂，故C錯(cuò)誤；
D．若其它條件不變，將石墨電極替換為銅電極，陽極上生成銅離子、陰極上生成氫氣同時(shí)還有OH^-生成，銅離子和OH^-反應(yīng)生成Cu（OH）₂沉淀，其電池反應(yīng)式為Cu+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cu（OH）₂↓+H₂↑，根據(jù)方程式知，轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)消耗2mol水，則析出Na₂SO₄•10H₂O晶體為2m g，故D錯(cuò)誤；
故選B．

點(diǎn)評 本題考查電解原理、飽和溶液有關(guān)計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷及計(jì)算能力，明確飽和溶液特點(diǎn)、電解原理是解本題關(guān)鍵，注意：銅作陽極時(shí)陽極上Cu失電子而不是溶液中陰離子失電子，易錯(cuò)選項(xiàng)是D．