Question

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________________________________；

（2）惰性电极电解CuSO₄溶液的离子方程为_____________________；

（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___________，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____________。

Answer

（1）PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O （2）2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ （3）6NA 2:1

【解析】

试题分析：（1）铅蓄电池放电时正极材料为PbO2，发生的电极反应式为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O；

（2）利用惰性电极电解CuSO4溶液时阴极有Cu析出，阳极上有氧气放出，发生反应的离子方程为2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；

（3）Cu（OH）2·CuCO3和稀硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，所以加入1molCu（OH）2·CuCO3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，即电解过程中转移电子的数目为6NA；1molCu（OH）2·CuCO3能和2molH2SO4完全反应，可知电解池生成的H2SO4为2mol；根据PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O可知，电解过程中转移6mol电子消耗6molH2SO4，则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6mol：3mol=2:1。

考点：考查原电池与电解池工作原理，涉及电子守恒规律的应用。