Question

用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，電解一段時間后，向電解液加入0.1mol堿式碳酸銅晶體（不含結晶水），恰好使溶液恢復到電解前的濃度和pH．下列有關敘述不正確的是（　　）

• A、電解過程產生的氣體體積（在標準狀況下）為5.6L
• B、電解過程轉移的電子數為3.612×10²³個
• C、電解過程只發生了2CuSO₄+2H₂O

  電解  .

  2Cu+O₂↑+2H₂SO₄
• D、加入的堿式碳酸銅的反應是：Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄?2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O

Answer 1

分析：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為2CuO?H₂O?CO₂，所以加入0.1molCu₂（OH）₂CO₃ 就相當于加入0.2molCuO和0.1mol水，根據氧化銅和水的量計算即可．

解答：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為2CuO?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：根據銅原子守恒知，電解硫酸銅溶液析出n（Cu）=n（CuO）=0.2mol，轉移電子的物質的量=0.2mol×2=0.4mol；
第二階段：電解生成0.1mol水轉移電子的物質的量=0.1mol×2=0.2mol，
所以解過程中共轉移的電子數為0.4mol+0.2mol=0.6mol；
A、電解分為兩步電解硫酸銅和水生成氧氣0.1mol，電解0.1mol水生成0.1mol氫氣和0.05mol氧氣，共生成氣體0.15mol+0.1mol=0.25mol，氣體標準狀況體積=0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故A正確；
B、上述分析計算可知電子轉移總數為0.6mol，電解過程轉移的電子數=0.6mol×6.02×10²³=3.612×10²³個，故B正確；
C、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↑，故C錯誤；
D、加入的堿式碳酸銅的反應是：Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄═2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O，故D正確；
故選C．

點評：本題考查了電解原理，明確實際上加入的物質是解本題關鍵，再根據原子守恒、轉移電子守恒來分析解答，難度中等