Question

（1）用惰性电极电解400ml一定浓度的硫酸铜溶液（不考虑电解过程中溶液体积的变化），通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1molCuO后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和PH，电解过程中转移的电子为

 

mol
（2）如果想所得溶液中加入0.1molCu（OH）₂后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和Ph，电解过程中电子转移为

 

mol
（3）如果想所得溶液中加入0.1molCu₂（OH）₂CO₃（碱式碳酸铜）后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和PH，电解过程中转移的电子为

 

mol．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）由信息可知，电解发生2H₂O+2CuSO₄

通电  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄ ，向所得溶液中加入0.1mol CuO充分反应后，溶液恰好恢复到电解前的状态，则电解中生成0.1molCu，以此来解答；
（2）根据电解池的工作原理，要想让电解后的电解质复原，则遵循的原则是：出什么加什么，加入 Cu（OH）₂后溶液与电解前相同，则铜离子和氢氧根放电；
（3）电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性，向电解后的溶液中加入碱式碳酸铜能恢复原溶液，碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，溶液质量增加的量是铜、氢氧根离子，所以实际上电解硫酸铜溶液分两个阶段：
第一阶段2CuSO₄+2H₂O

通电  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
第二阶段：2H₂O

通电  .

2H₂↑+O₂↑，
将碱式碳酸铜化学式改变为2CuO?H₂O?CO₂，所以加入0.1molCu₂（OH）₂CO₃ 就相当于加入0.2molCuO和0.1mol水，根据氧化铜和水的量计算即可．

解答： 解：（1）电解的过程中，加入0.1molCuO充分反应后，溶液恰好恢复到电解前的状态，则电解中生成0.1molCu，转移电子的物质的量是0.1mol×（2-0）=0.2mol，故答案为：0.2；
（2）Cu（OH）₂从组成上可看成CuO?H₂O，加入0.1molCu（OH）₂后恰好恢复到电解前的浓度和pH，即电解生成了0.1mol铜，并电解了0.1mol H₂O，由电解的总反应式：
2H₂O+2CuSO₄

通电  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄ 转移电子
                  2mol          4mol
                  0.1mol         0.2mol 
2H₂O

通电  .

2H₂↑+O₂↑ 转移电子
2mol                  4mol
0.1mol                0.2mol
所以电解过程中共转移电子为0.4mol．故答案为：0.4；
（3）解：电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性，向电解后的溶液中加入碱式碳酸铜能恢复原溶液，碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，溶液质量增加的量是铜、氢氧根离子，所以实际上电解硫酸铜溶液分两个阶段：
第一阶段2CuSO₄+2H₂O

通电  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
第二阶段：2H₂O

通电  .

2H₂↑+O₂↑，
将碱式碳酸铜化学式改变为2CuO?H₂O?CO₂，所以加入0.1molCu₂（OH）₂CO₃ 就相当于加入0.2molCuO和0.1mol水，
第一阶段：根据铜原子守恒知，电解硫酸铜溶液析出n（Cu）=n（CuO）=0.2mol，转移电子的物质的量=0.2mol×2=0.4mol；
第二阶段：电解生成0.1mol水转移电子的物质的量=0.1mol×2=0.2mol，
所以电解过程中共转移的电子数为0.4mol+0.2mol=0.6mol，故答案为：0.6；

点评：本题考查了电解原理，明确实际上加入的物质是解本题关键，再根据原子守恒、转移电子守恒来分析解答，难度中等．