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将等物质的量浓度的CuSO4溶液和NaCl溶液等体积混合后,用石墨电极进行电解,电解中溶液pH随时间t变化的曲线如图,则下列说法正确的是(  )                                 

                                    

A.阳极产物一定是Cl2,阴极产物一定是Cu                         

B.BC段表示在阴极上是H+放电产生了H2                            

C.CD段表示电解水                                          

D.CD段表示阳极上OH放电破坏了水的电离平衡,产生了H+              

答案

【考点】电解原理.                                          

【专题】电化学专题.                                        

【分析】将等物质的量浓度的CuSO4溶液和NaCl溶液等体积混合后,用石墨电极进行电解,电解顺序为先电解氯化铜,再电解硫酸铜,最后电解水.设CuSO4的和NaCl各nmol,电解分3个阶段:           

AB段:阳极:nmol氯离子失nmol电子,阴极: nmol铜离子得nmol电子,由于铜离子水解使溶液酸性减弱,铜离子浓度逐渐减小,溶液pH值逐渐增大;                                  

BC段:阳极:nmol氢氧根离子失nmol电子(来源于水的电离),阴极: nmol铜离子再得nmol电子,由于氢氧根离子消耗,溶液中氢离子浓度增大,溶液的pH值迅速减小;                    

CD段:阳极:氢氧根离子失去电子,阴极:氢离子得到电子,开始电解水,溶液中氢离子浓度逐渐增大,pH值减小,                                         

根据以上分析进行判断.                                         

【解答】解:设CuSO4的和NaCl各nmol,电解分3个阶段:               

AB段:阳极:nmol氯离子失nmol电子,阴极: nmol铜离子得nmol电子,由于铜离子水解使溶液酸性减弱,铜离子浓度逐渐减小,溶液pH值逐渐增大;                                  

BC段:阳极:nmol氢氧根离子失nmol电子(来源于水的电离),阴极: nmol铜离子再得nmol电子,由于氢氧根离子消耗,溶液中氢离子浓度增大,溶液的pH值迅速减小;                    

CD段:阳极:氢氧根离子失去电子,阴极:氢离子得到电子,开始电解水,溶液中氢离子浓度逐渐增大,pH值减小,                                         

A、电解开始时,阳极先发生2Cl﹣2e═Cl2↑,后发生4OH﹣4e═2H2O+O2↑,阴极反应先发生Cu2++2e═Cu,后发生2H++2e═H2↑,故A错误;                                       

B、BC段阳极发生的电极反应是:4OH﹣4e═2H2O+O2↑,阴极铜离子得到电子,生成铜单质,故B错误;           

C、CD段:阳极:氢氧根离子失去电子,阴极:氢离子得到电子,开始电解水,故C正确;        

D、CD段发生2H++2e═H2↑、4OH﹣4e═2H2O+O2↑,即CD段电解的物质是水,故D错误;           

故选:C.                                                   

【点评】本题考查电解原理,明确电解过程中离子的移动及离子的放电顺序、发生的电极反应是解答本题的关键,并注意结合图象来分析解答,题目难度中等.                             

 

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