Question

1．用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，电解一段时间后，向电解液加入0.1mol碱式碳酸铜晶体（不含结晶水），恰好使溶液恢复到电解前的浓度和pH．下列有关叙述不正确的是（　　）

• A． 电解过程产生的气体体积（在标准状况下）为5.6 L
• B． 电解过程只发生了2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄
• C． 电解过程转移的电子数为3.612×10²³个
• D． 加入的碱式碳酸铜的反应是：Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄═2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O

Answer 1

分析 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$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu↓+O₂↑+2H₂SO₄，
第二阶段：2H₂O$\frac{\underline{\;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：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$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu↓+O₂↑+2H₂SO₄，
第二阶段：2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，
将碱式碳酸铜化学式改变为2CuO•H₂O•CO₂，所以加入0.1molCu₂（OH）₂CO₃ 就相当于加入0.2molCuO和0.1mol水，
第一阶段：根据铜原子守恒知，电解硫酸铜溶液析出n（Cu）=n（CuO）=0.2mol，转移电子的物质的量=0.2mol×2=0.4mol；
第二阶段：电解生成0.1mol水转移电子的物质的量=0.1mol×2=0.2mol，
所以解过程中共转移的电子数为0.4mol+0.2mol=0.6mol；
A、电解分为两步电解硫酸铜和水生成氧气0.1mol，电解0.1mol水生成0.1mol氢气和0.05mol氧气，共生成气体0.15mol+0.1mol=0.25mol，气体标准状况体积=0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故A正确；
B、电解硫酸铜溶液分两个阶段：第一阶段2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu↓+O₂↑+2H₂SO₄，第二阶段：2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，故B错误；
C、上述分析计算可知电子转移总数为0.6mol，电解过程转移的电子数=0.6mol×6.02×10²³=3.612×10²³个，故C正确；
D、加入的碱式碳酸铜的反应是：Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄═2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O，故D正确；
故选B．

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．