Question

16．用鉛蓄電池連接惰性電極電解一定量的CuSO₄溶液，請(qǐng)回答下列問題：
（1）鉛蓄電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；
（2）惰性電極電解CuSO₄溶液的離子方程式為2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺；
（3）若電解一段時(shí)間后向電解池溶液中加入1molCu（OH）₂•CuCO₃，可以使該溶液恢復(fù)至原來(lái)的濃度和體積，則在該電解過程中轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為6N_A，該電解過程中鉛蓄電池中消耗的H₂SO₄和電解池中生成的H₂SO₄的物質(zhì)的量之比為2：1．

Answer 1

分析 （1）鉛蓄電池放電時(shí)正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；
（2）惰性電極電解CuSO₄溶液，陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣，陰極生成銅，離子方程式為2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺； 
（3）堿式碳酸銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、水和二氧化碳，所以加入1mol 堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]相當(dāng)于加入2molCuO、1molH₂O，根據(jù)生成物知，陰極上銅離子和氫離子放電、陽(yáng)極上氫氧根離子放電，根據(jù)銅和氫氣的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，

解答 解：（1）鉛蓄電池放電時(shí)正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，故答案為：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；
（2）惰性電極電解CuSO₄溶液，陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣，陰極生成銅，離子方程式為2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺，故答案為：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺； 
（3）堿式碳酸銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、水和二氧化碳，所以加入0.1mol堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]相當(dāng)于加入2molCuO、1molH₂O，根據(jù)生成物知，陰極上銅離子和氫離子放電、陽(yáng)極上氫氧根離子放電，根據(jù)Cu原子、H原子守恒得陰極上析出n（Cu）=2mol、n（H₂）=1mol，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=2mol×2+1mol×2=6mol，該電解過程中鉛蓄電池中消耗的H₂SO₄為12mol，而電解池中生成的H₂SO₄的物質(zhì)的量為6mol，故答案為：6N_A，2：1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解原理，根據(jù)離子放電順序、原子守恒來(lái)分析解答，明確加入物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，題目難度中等．