Question

把物质的量均为0.1 mol的AlCl₃、CuCl₂和H₂SO₄溶于水制成100 mL的混合溶液,用石墨作电极电解,并收集两电极所产生的气体,一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。则下列描述正确的是

A．阳极得到的气体中有O₂且为0.35 mol    

B．铝元素仅以Al(OH)₃的形式存在

C．阴极质量增加3.2 g                    

D．电路中共转移0.9 mol电子

Answer

D

【解析】

试题分析：根据离子的放电顺序，则在阴极放电的离子先是Cu2+, Cu2++2e-==Cu，其次是氢离子，发生2H++2e-==H2↑；在阳极放电的首先是氯离子，发生2Cl--2e-=Cl2↑，其次是氢氧根离子，发生2H2O -4e- =O2↑+4H+。根据题意，溶液中Cu2+的物质的量是0.1mol，氢离子的物质的量是0.2mol，氯离子的物质的量是0.5mol，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同，因为氢离子放电产生的氢气与氯离子放电产生的氯气的体积相等，所以阳极一定有氧气生成，所以阳极的氯离子一定放电完全。设阳极产生氧气的物质的量是x，则阳极：失去电子的物质的量是0.5mol+4x；则阴极产生氢气的物质的量是0.5mol/2+x，所以阴极：得到电子的物质的量是0.1mol×2+（0.5mol/2+x）×2，根据得失电子守恒，有0.5mol+4x=0.1mol×2+（0.5mol/2+x）×2，解得x=0.1mol。A、阳极得到的气体中有0.1mol氧气，错误；B、因为生成氢气的物质的量是0.35mol，则最终溶液呈碱性，硫酸根离子不放电，则铝元素以铝离子和氢氧化铝形式共同存在，错误；C、阴极增加的质量是0.1molCu的质量，为6.4g，错误；D、根据以上计算，电路中转移电子的物质的量是0.5mol+4x=0.9mol，正确，答案选D。

考点：考查电解原理的应用，离子放电顺序的判断，简单计算