Question

（1）用惰性電極電解400ml一定濃度的硫酸銅溶液（不考慮電解過程中溶液體積的變化），通電一段時間后，向所得溶液中加入0.1molCuO后，使溶液恰好恢復到電解前的濃度和PH，電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為

 

mol
（2）如果想所得溶液中加入0.1molCu（OH）₂后，使溶液恰好恢復到電解前的濃度和Ph，電解過程中電子轉(zhuǎn)移為

 

mol
（3）如果想所得溶液中加入0.1molCu₂（OH）₂CO₃（堿式碳酸銅）后，使溶液恰好恢復到電解前的濃度和PH，電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為

 

mol．

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學專題

分析：（1）由信息可知，電解發(fā)生2H₂O+2CuSO₄

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄ ，向所得溶液中加入0.1mol CuO充分反應后，溶液恰好恢復到電解前的狀態(tài)，則電解中生成0.1molCu，以此來解答；
（2）根據(jù)電解池的工作原理，要想讓電解后的電解質(zhì)復原，則遵循的原則是：出什么加什么，加入 Cu（OH）₂后溶液與電解前相同，則銅離子和氫氧根放電；
（3）電解硫酸銅溶液后溶液呈酸性，向電解后的溶液中加入堿式碳酸銅能恢復原溶液，堿式碳酸銅和硫酸反應生成硫酸銅、水和二氧化碳，溶液質(zhì)量增加的量是銅、氫氧根離子，所以實際上電解硫酸銅溶液分兩個階段：
第一階段2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
第二階段：2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑，
將堿式碳酸銅化學式改變?yōu)?CuO?H₂O?CO₂，所以加入0.1molCu₂（OH）₂CO₃ 就相當于加入0.2molCuO和0.1mol水，根據(jù)氧化銅和水的量計算即可．

解答： 解：（1）電解的過程中，加入0.1molCuO充分反應后，溶液恰好恢復到電解前的狀態(tài)，則電解中生成0.1molCu，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.1mol×（2-0）=0.2mol，故答案為：0.2；
（2）Cu（OH）₂從組成上可看成CuO?H₂O，加入0.1molCu（OH）₂后恰好恢復到電解前的濃度和pH，即電解生成了0.1mol銅，并電解了0.1mol H₂O，由電解的總反應式：
2H₂O+2CuSO₄

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄ 轉(zhuǎn)移電子
                  2mol          4mol
                  0.1mol         0.2mol 
2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑ 轉(zhuǎn)移電子
2mol                  4mol
0.1mol                0.2mol
所以電解過程中共轉(zhuǎn)移電子為0.4mol．故答案為：0.4；
（3）解：電解硫酸銅溶液后溶液呈酸性，向電解后的溶液中加入堿式碳酸銅能恢復原溶液，堿式碳酸銅和硫酸反應生成硫酸銅、水和二氧化碳，溶液質(zhì)量增加的量是銅、氫氧根離子，所以實際上電解硫酸銅溶液分兩個階段：
第一階段2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
第二階段：2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑，
將堿式碳酸銅化學式改變?yōu)?CuO?H₂O?CO₂，所以加入0.1molCu₂（OH）₂CO₃ 就相當于加入0.2molCuO和0.1mol水，
第一階段：根據(jù)銅原子守恒知，電解硫酸銅溶液析出n（Cu）=n（CuO）=0.2mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.2mol×2=0.4mol；
第二階段：電解生成0.1mol水轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.1mol×2=0.2mol，
所以電解過程中共轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.4mol+0.2mol=0.6mol，故答案為：0.6；

點評：本題考查了電解原理，明確實際上加入的物質(zhì)是解本題關(guān)鍵，再根據(jù)原子守恒、轉(zhuǎn)移電子守恒來分析解答，難度中等．