Question

【題目】鉛蓄電池是最常見的二次電池。由于鉛蓄電池的性能優良、價格低廉、安全可靠，可多次充放電，所以在生產生活中使用廣泛，汽車等機動車輛多數都使用這種蓄電池。

(1)裝置B中PbO2上發生的電極反應方程式為______________。

(2)裝置A中總反應的離子方程式為____________。

(3)鹽橋中的______（填離子符號）向裝置C中溶液方向移動。

(4)若裝置E中的目的是精煉銅，則X為________，極板M的材料為________（填“粗銅”或“精銅”）。M電極質量改變6.4g時，N極質量變化_________6.4g，（填“大于”、 “小于”、“等于”或“無法確定”），裝置D中產生的氣體體積為_______L（標準狀況下），溶液的pH______（填“增大”或“減小”，忽略溶液體積變化）。

Answer 1

【答案】PbO2 + 2e- + 4H+ += PbSO4 + 2H2O Cu + 2H+Cu2+ + H2↑ Cl- CuSO4 精銅 無法確定 3.92 增大

【解析】

在圖中的五個燒杯所組成的裝置中，裝置B、C構成1個化學電源(原電池)，其它裝置構成電解池。在裝置B中，PbO2作原電池的正極，則裝置A中，Cu電極為陽極，Pt電極為陰極；裝置C中，Pb電極為負極，則D裝置中左邊石墨電極為陰極，右邊石墨電極為陽極；裝置E中，極板M為陰極，極板N為陽極。

(1)由以上分析知，裝置B中PbO2作正極，PbO2得電子產物與電解質反應生成PbSO4和H2O，發生的電極反應方程式為PbO2 + 2e- + 4H+ += PbSO4 + 2H2O。答案為：PbO2 + 2e- + 4H+ += PbSO4 + 2H2O；

(2)裝置A中，陽極Cu-2e- =Cu2+，陰極2H++2e-=H2↑，總反應的離子方程式為Cu + 2H+Cu2+ + H2↑。答案為：Cu + 2H+Cu2+ + H2↑；

(3)裝置C中，Pb電極發生的電極反應為Pb-2e-+=PbSO4，溶液中陰離子濃度減小，需要往溶液中補充陰離子，所以鹽橋中的Cl-向裝置C中移動。答案為：Cl-；

(4)若裝置E中的目的是精煉銅，則電解質X為含有Cu2+的可溶性鹽，常使用CuSO4，極板M為陰極，所以極板M的材料為精銅。M電極質量改變6.4g時，由于有Fe、Cu均失電子，無法確定溶解的鐵和銅的具體質量，故無法確定轉移電子的物質的量，無法確定N極的質量變化。裝置D中，陰極為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，轉移0.2mole-，生成0.1molH2，陽極先發生反應2Cl--2e-=Cl2↑，后發生反應2H2O-4e-=O2↑+4H+，生成Cl2為0.05mol、生成O2為0.025mol，共產生氣體的物質的量為0.175mol，氣體體積為0.175mol×22.4L/mol=3.92L（標準狀況下），NaCl溶液最終轉化為NaOH溶液，溶液由中性轉化為堿性，pH增大。答案為：CuSO4；精銅；無法確定；3.92；增大。