Question

【題目】下圖所示的四個容器中分別盛有不同的溶液，除a、b外，其余電極均為石墨電極。甲為鉛蓄電池，其工作原理為：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，其兩個電極的電極材料分別為PbO2和Pb。閉合K，發現g電極附近的溶液先變紅，20min后，將K斷開，此時c、d兩極上產生的氣體體積相同；據此回答：

（1）a電極的電極材料是____________________（填“PbO2”或“Pb”）。

（2）丙裝置中發生電解的總反應方程式為________________________。

（3）電解20min時，停止電解，此時要使乙中溶液恢復到原來的狀態，只需要加入的一種物質及其物質的量是____________________。

（4）20min后將乙裝置與其他裝置斷開，然后在c、d兩極間連接上靈敏電流計，發現電流計指針偏轉，則此時d電極上發生反應的電極反應式為______________________。

（5）電解后取a mL丁裝置中的溶液，向其中逐滴加入等物質的量濃度的CH3COOH溶液，當加入b mL CH3COOH溶液時，混合溶液的pH恰好等于7（體積變化忽略不計）。已知CH3COOH的電離平衡常數為1.75×10-5，則a/b = ____________。

Answer 1

【答案】 PbO2 2H2O2H2↑＋O2↑ 0.1molCu(OH)2 O2＋4H＋＋4e－=2H2O 175/176

【解析】甲池是原電池做電源，發生的反應為：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O；乙丙丁是電解池，閉合K，發現G電極附近的溶液變紅，說明G電極是電解池的陰極，H是電解池的陽極；所以a為正極，b為負極；c電極為陰極，d為陽極；e電極為陰極，f為陽極；20min后，將K斷開，此時c、d兩極上產生的氣體體積相同，（1）a電極是鉛蓄電池的正極，正極的電極材料是PbO2；（2）丙中電解硫酸鋁，其實際上是電解水，其電解方程式為：2H2O2H2↑＋O2↑（3）時c、d兩極上產生的氣體體積相同，c電極上發生的電極反應為：Cu2++2e-=Cu；2H++2e-=H2↑，d電極上發生的電極反應為：4OH--4e-=2H2O+O2↑，設生成的氧氣為xmol，則氫氣也為xmol，生成的Cu為0.1L×1mol/L=0.1mol，由得失電子可得：2x+0.1×2=4x，解得x=0.1mol，則電解時生成0.1mol氫氣、0.1mol氧氣和0.1molCu，若要恢復到原來的狀態，需要加入0.1molCu（OH）2；（4）20min后將乙裝置與其他裝置斷開，然后在c、d兩極間連上靈敏電流計，發現電流計指針偏轉，說明形成了原電池反應，氫氣在c極失電子，c為負極，氧氣在d極得電子，正極的反應為：O2+4H++4e-=2H2O；（5）電解后丁裝置中的溶液為氫氧化鈉，乙中電解生成0.1mol氧氣，轉移電子為0.4mol，則氯化鈉被全部電解，則生成的氫氧化鈉為0.2mol，其濃度2mol/L，加醋酸后溶液的pH恰好等于7，則c（H+）=c（OH-），由電荷守恒可知c（Na+）=c（CH3COO-）=mol/L，c（CH3COOH）=，

==1.75×10-5，解得．