用惰性电极电解200mL一定浓度的硫酸铜溶液，实验装置如图①所示，电解过程中的实验数据如图②所示，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体

Question

用惰性电极电解200mL一定浓度的硫酸铜溶液，实验装置如图①所示，电解过程中的实验数据如图②所示，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积（标准状况）．
（1）b电极名称___电解过程中，a电极表面的现象是___
（2）a电极上发生的反应为___
（3）从P点到Q点时收集到的气体成分___，混合气体的平均摩尔质量为___g•mol^-1
（4）①如果向所得的溶液中加入0.8g CuO后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度，则电解后溶液的pH为___　（忽略溶液体积的变化）
②如果向所得的溶液中加入0.1mol Cu₂（OH）₂CO₃后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度（不考虑CO₂的溶解），电解过程中转移的电子为___mol．

Answer 1

（1）由图可知，电流由正极流向负极，则b为阳极，a为阴极，惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，发生2CuSO₄+2H₂O(通电.)/()2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，结合图2可知，通过0.2mol电子时电解硫酸铜，然后电解硫酸溶液，发生2H₂O(通电.)/()2H₂↑+O₂↑，a为阴极，先发生Cu²⁺+2e^-=Cu，后发生2H⁺+2e^-=H₂↑，电极表面的现象是红色固体物质析出，电解一段时间后放出气体，故答案为：阳极；红色固体物质析出，电解一段时间后放出气体；
（2）a为阴极，先发生Cu²⁺+2e^-=Cu，后发生2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案为：Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑；
（3）到Q点时收集到的混合气体为氢气和氧气，由电解水反应可知0.2mol电子通过时生成0.1molH₂、0.05molO₂，则混合气体的平均摩尔质量为(0.1×2+0.05×32)/(0.1+0.05)g/mol=12g•mol^-1，故答案为：12；
（4）①由信息可知，电解发生2H₂O+2CuSO₄(通电.)/()2Cu+O₂↑+2H₂SO₄ ，向所得溶液中加入0.8g即(0.8g)/(80g/mol)=0.01mol CuO充分反应后，溶液恰好恢复到电解前的状态，则电解中生成0.01molCu，同时生成0.01molH₂SO₄，所以电解后溶液的C（H⁺）=(0.01×2mol)/(0.2L)=0.1mol/L，pH=1．
故答案为：1；
②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(通电.)/()2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
第二阶段：2H₂O(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，
所以电解过程中共转移的电子数为0.4mol+0.2mol=0.6mol，故答案为：0.6．