Question

用惰性电极电解100ml4mol/L的Cu(NO₃)₂溶液，一段时间后在阳极收集到标况下气体1.12L，停止电解，向电解后的溶液中加入足量的铁粉，充分作用后溶液中Fe²⁺浓度为（设溶液体积不变）

A．0.75mol/L        B．2.75mol/L         C．4mol/L          D．3.75mol/L

Answer

D

【解析】

试题分析：用惰性电极电解100ml4mol/L的Cu(NO3)2 溶液，阳极反应式为：2H2O-4e- =4H+ +O2↑，阴极反应式为：Cu2++2e-=Cu，阳极生成气体为氧气，氧气的物质的量为n(O2)=1.12L÷22.4L/mol=0.05mol，则：

总的反应式为：2Cu(NO3)2+2H2O2Cu↓+O2↑+4HNO3，

2 1 4

0.1mol 0.05mol 0.2mol

故电解后溶液中生成的HNO3的物质的量为0.2mol，电解后溶液中硝酸铜的物质的量为0.1L×4mol•L-1 -0.1mol=0.3mol，硝酸与铁反应生成硝酸亚铁，反应方程式为8HNO3+3Fe=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O，故0.2mol HNO3生成Fe(NO3)2的物质的量为：0.2mol×3/8=0.075mol，硝酸铜与铁反应生成硝酸亚铁，反应方程式为Fe+Cu2+ =Fe2+ +Cu，故0.3mol硝酸铜生成Fe(NO3)2的物质的量为0.3mol，反应后溶液中Fe2+的物质的量为0.3mol+0.075mol=0.375mol，反应后溶液中Fe2+浓度为0.375mol÷0.1L=3.75mol/L，故选项D正确。

考点：考查电解原理、混合物的有关计算的知识。