Question

【題目】已知鉛蓄電池的工作原理為Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，現用如圖裝置進行電解(電解液足量)，測得當鉛蓄電池中轉移0.4 mol電子時鐵電極的質量減少11.2 g。請回答下列問題。

（1）A是鉛蓄電池的___________極，鉛蓄電池正極反應式為___________，放電過程中電解液的密度___________ (填“減小”、“增大”或“不變”)。

（2）Ag電極的電極反應式是___________，該電極的電極產物共____________g。

（3）Cu電極的電極反應式是____________，CuSO4溶液的濃度____________(填“減小”、“增大”或“不變”)

（4）如圖表示電解進行過程中某個量(縱坐標x)隨時間的變化曲線，則x表示___________。

a．各U形管中產生的氣體的體積

b．各U形管中陽極質量的減少量

c．各U形管中陰極質量的增加量

Answer 1

【答案】 負 PbO2＋4H＋＋SO42-＋2e－=PbSO4＋2H2O 減小 2H＋＋2e－=H2↑ 0.4 Cu－2e－=Cu2＋ 不變 B

【解析】試題分析：（1）當鉛蓄電池中轉移0.4mol電子時鐵電極的質量減小11.2g，說明鐵作陽極，銀作陰極，陰極連接原電池負極，所以A是負極，B是正極，正極上二氧化鉛得電子發生還原反應，電極反應式為PbO2+4H++SO42-+2e-═PbSO4+2H2O，放電過程中消耗硫酸，硫酸溶液的密度隨濃度減小而減小，故電解的密度減小；

（2）銀作陰極，電解稀硫酸時，陰極上氫離子放電生成氫氣，電極反應式為2H++2e-═H2↑，生成氫氣的質量=0.4mol/2×2g/mol=0.4g；

（3）銅作陽極，陽極上銅失電子發生氧化反應，電極反應式為Cu-2e-═Cu2+，陰極上析出銅，所以該裝置是電鍍池，電解質溶液中銅離子濃度不變；

（4）右邊U形管不析出氣體，左邊U形管析出氣體，所以稀硫酸析出氣體體積大于硫酸銅溶液，a錯誤；當轉移相等電子時，溶解金屬的物質的量相等，銅的摩爾質量大于鐵，所以右邊U形管陽極減少的質量大于左邊U形管陽極減少的質量，b正確；當轉移相等電子時，析出物質的物質的量相等，但銅的摩爾質量大于氫氣，所以左邊U形管析出氫氣的質量小于右邊U形管析出銅的質量，c錯誤。