Question

16．用铅蓄电池连接惰性电极电解一定量的CuSO₄溶液，请回答下列问题：
（1）铅蓄电池放电时正极的电极反应式为PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；
（2）惰性电极电解CuSO₄溶液的离子方程式为2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺；
（3）若电解一段时间后向电解池溶液中加入1molCu（OH）₂•CuCO₃，可以使该溶液恢复至原来的浓度和体积，则在该电解过程中转移电子的数目为6N_A，该电解过程中铅蓄电池中消耗的H₂SO₄和电解池中生成的H₂SO₄的物质的量之比为2：1．

Answer 1

分析 （1）铅蓄电池放电时正极发生还原反应，电极反应式为PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；
（2）惰性电极电解CuSO₄溶液，阳极产生氧气，阴极生成铜，离子方程式为2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺； 
（3）碱式碳酸铜和稀硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，所以加入1mol 碱式碳酸铜[Cu₂（OH）₂CO₃]相当于加入2molCuO、1molH₂O，根据生成物知，阴极上铜离子和氢离子放电、阳极上氢氧根离子放电，根据铜和氢气的物质的量与转移电子之间的关系式计算转移电子的物质的量，

解答 解：（1）铅蓄电池放电时正极发生还原反应，电极反应式为PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，故答案为：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；
（2）惰性电极电解CuSO₄溶液，阳极产生氧气，阴极生成铜，离子方程式为2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺，故答案为：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺； 
（3）碱式碳酸铜和稀硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，所以加入0.1mol碱式碳酸铜[Cu₂（OH）₂CO₃]相当于加入2molCuO、1molH₂O，根据生成物知，阴极上铜离子和氢离子放电、阳极上氢氧根离子放电，根据Cu原子、H原子守恒得阴极上析出n（Cu）=2mol、n（H₂）=1mol，则转移电子的物质的量=2mol×2+1mol×2=6mol，该电解过程中铅蓄电池中消耗的H₂SO₄为12mol，而电解池中生成的H₂SO₄的物质的量为6mol，故答案为：6N_A，2：1．

点评 本题考查了电解原理，根据离子放电顺序、原子守恒来分析解答，明确加入物质的性质是解本题关键，题目难度中等．