用惰性电极电解硫酸铜溶液，整个过程转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示（气体体积均在相同状况下测定）．欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入（）

Question

用惰性电极电解硫酸铜溶液，整个过程转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示（气体体积均在相同状况下测定）．欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入（　　）

A、0.15mol CuO

B、0.1mol CuCO ₃

C、0.075mol Cu（OH） ₂

D、0.05mol Cu ₂ （OH） ₂ CO ₃

Answer 1

考点：
电解原理
专题：
电化学专题
分析：
用惰性电极电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成铜单质，当铜离子完全析出时，继续电解，阴极上氢离子放电生成氢气，根据“析出什么加入什么”的原则加入物质即可．

用惰性电极电解硫酸铜溶液时，先发生反应2CuSO4+2H2O 通电 . 2Cu+O2↑+2H2SO4，当铜离子完全析出时，发生反应2H2O 通电 . 2H2↑+O2↑，根据图象知，转移电子0.2mol时只有气体氧气生成，发生反应2CuSO4+2H2O 通电 . 2Cu+O2↑+2H2SO4，实际上相当于析出氧化铜，根据氧化铜和转移电子之间的关系式得n（Cu）=0.2mol2×1=0.1mol，所以相当于析出0.1molCuO；继续电解发生的反应为2H2O 通电 . 2H2↑+O2↑，实际上是电解水，根据水和转移电子之间的关系式得m（H2O）=(0.3-0.2)mol4×2=0.05，所以电解水的质量是0.05mol，根据“析出什么加入什么”的原则知，要使溶液恢复原状，应该加入0.1mol氧化铜和0.05mol水，A．只加氧化铜不加水不能使溶液恢复原状，故A错误；B．加入碳酸铜时，碳酸铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和二氧化碳，所以相当于加入氧化铜，没有加入水，所以不能使溶液恢复原状，故B错误；C.0.075mol Cu（OH）2相当于加入0.075molCuO和0.075molH2O，与析出物质的物质的量不同，所以不能恢复原状，故C错误；D.0.05mol Cu2（OH）2CO3，碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，根据原子守恒知，相当于加入0.1molCuO和0.05mol的水，所以能使溶液恢复原状，故D正确；故选D．
点评：
本题以电解原理为载体考查了物质间的反应，根据图象中转移电子确定析出物质，再结合“析出什么加入什么”的原则分析解答，易错选项是D，根据原子守恒将Cu2（OH）2CO3改写为2CuO．H2O．CO2来分析解答，题目难度中等．