在室温下,1L某溶液中含有的离子如下表:
离子 | Cu2+ | Al3+ | NO3- | Cl- |
C(mol/L) | 1 | 1 | 4 | a |
A.电解后溶液的PH=0
B.阳极与阴极析出的气体物质的量之比为2:1
C.阴极析出64g铜
D.阳极电解反应:2Cl--2e-=Cl2↑
根据溶液呈电中性,溶液中阴阳离子所带电荷相等得氯离子浓度为:1mol/L×1L×2+1mol/L×1L×3=4mol/L×1L×1+nmol/L×1L×1,n=1.
A、n(Cu2+)=1mol/L×1L=1mol,n(Cl-)=1mol/L×1L=1mol,当电路中有3mole-通过时,阴极上除了铜离子全部析出后,还析出氢气;由Cu2+----2e-知,析出铜需要电子的物质的量为2mol,根据2H+---2e----H2知,得1mol电子需要1mol氢离子反应;阳极上除了生成氯气外还有氧气生成,根据2 e-----Cl2,氯离子完全析出需要1mol电子,4OH----4e-知,2mol电子需要2mol氢氧根离子放电,放电的氢离子的物质的量小于氢氧根离子的物质的量,溶液中氢离子浓度为1mol/l,所以pH=0,故A正确.
B、通过3mol电子时,根据2H+---2e----H2知阴极上析出氢气的物质的量为0.5mol,根据2 e-----Cl2,阳极上析出氯气的物质的量为0.5mol,根据4OH----4e----O2知,生成氧气的物质的量为0.5mol,所以阳极与阴极析出的气体物质的量之比为1mol:0.5mol=2:1,故B正确.
C、溶液中铜的物质的量为1mol,由Cu2+----2e-知,当转移3mol电子时,阴极上不仅析出铜还析出氢气,所以铜完全析出,1mol铜的质量是64g,故C正确.
D、当转移3mol电子时,阳极上不仅析出氯气还析出氧气,所以电极反应式有:2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O,故D错误.
故选D.