Question

用惰性电极电解200 mL一定浓度的硫酸铜溶液，实验装置如图①所示，电解过程中的实验数据如图②所示，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。

 (1)下列说法正确的是______(填序号)。

A．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生

B．a电极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑和4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

C．从P点到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为12 g·mol－1

D．OP段表示H2和O2混合气体的体积变化，PQ段表示O2的体积变化

(2)如果要使溶液恢复到电解前的状态，向溶液中加入0.8 g CuO即可，则电解后溶液的pH为______。

(3)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2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。

(4)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑CO2的溶解)，电解过程中转移的电子为______mol。

Answer 1

解析　(1)由图①可知，电流由正极流向负极，则b为阳极，a为阴极，用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，发生反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4；结合图②可知，通过0.2 mol电子时是电解硫酸铜溶液，然后才是电解硫酸溶液，发生反应：2H2O2H2↑＋O2↑。b电极为阳极，溶液中的OH－放电，不会有红色物质析出，故A错误；a电极为阴极，先发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu，后发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，故B错误；从P点到Q点时收集到H2和O2的混合气体，由电解水反应可知通过0.2 mol电子时生成0.1 mol H2、0.05 mol O2，

则混合气体的平均摩尔质量为＝12 g·mol－1，故C正确；由上述分析可知，OP段表示O2的体积变化，PQ段表示H2和O2混合气体的体积变化，故D错误。(2)加入0.8 g CuO即可，说明发生的反应是2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑。  需加入CuO 0.8 g，即生成Cu 0.01 mol，所以生成H2SO4 0.01 mol，c(H＋)＝0.01 mol×2÷0.2 L＝0.1 mol/L，所以pH＝1。  (3)加入0.1 mol Cu(OH)2后可以使溶液恢复至原来状态，说明电解过程中不仅有硫酸铜被电解，还有水被电解。0.1 mol Cu(OH)2可以看作是0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，则转移的电子为0.4

mol。(4)0.1 mol Cu2(OH)2CO3可以看作0.2 mol CuO、0.1 mol H2O和0.1 mol CO2，相当于有0.2 mol硫酸铜和0.1 mol水被电解，则转移的电子为0.6 mol。

答案　(1)C　(2)1　(3)0.4　(4)0.6