Question

15．鉛蓄電池屬于二次電池，其電極材料分別是Pb和PbO₂，電解質(zhì)溶液為一定濃度的硫酸，工作時(shí)，該電池的總反應(yīng)為PbO₂+Pb+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O；PbSO₄不溶．
（1）該蓄電池工作時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄
（2）若該電池工作時(shí)，電路中有2mol 電子通過(guò)，則消耗了H₂SO₄的物質(zhì)的量為2 mol
（3）將質(zhì)量相等的鐵棒和石墨棒分別插入CuSO₄溶液中，鐵棒接該蓄電池Pb極，石墨棒接該蓄電池PbO₂極，一段時(shí)間后測(cè)得鐵棒比石墨棒增加了3.2克，則CuSO₄溶液質(zhì)量減少（增加、減少）4克；如果要求將CuSO₄溶液恢復(fù)成與開(kāi)始時(shí)完全相同的狀態(tài)，則可以加入下列物質(zhì)中的BC
A  CuSO₄溶液     B  CuCO₃固體     C  CuO固體
D  Cu（OH）₂固體   E．Cu固體         F． Cu₂（OH）₂CO₃固體
（4）若用該蓄電池作電源（都用惰性材料做電極）電解400克飽和食鹽水，如果電路內(nèi)通過(guò)電子為1mol時(shí)，理論上可得到氯氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L．

Answer 1

分析 （1）在該蓄電池工作時(shí)負(fù)極材料是Pb，Pb失電子生成硫酸鉛；
（2）根據(jù)原電池方程式中消耗的硫酸與轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系計(jì)算；
（3）質(zhì)量相等的鐵棒和石墨棒分別插入CuSO₄溶液中，鐵棒接該蓄電池Pb極，石墨棒接該蓄電池PbO₂極，則Fe為陰極，陰極上銅離子得電子生成Cu；先確定電解時(shí)溶液中析出的物質(zhì)，再加入相應(yīng)的物質(zhì)使溶液恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)；
（4）如果電路內(nèi)通過(guò)電子為1mol時(shí)，根據(jù)電子守恒可以求出氯氣．

解答 解：（1）原電池工作時(shí)，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，該反應(yīng)中Pb失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以電極反應(yīng)式為Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，
故答案為：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄；
（2）總反應(yīng)方程式PbO₂+Pb+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O可知：每消耗2mol的硫酸，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是2mol．若該電池工作時(shí)，電路中有2 mol 電子通過(guò)，則消耗了H₂SO₄的物質(zhì)的量為2 mol；
故答案為：2mol；
（3）將質(zhì)量相等的鐵棒和石墨棒分別插入CuSO₄溶液中，鐵棒接該蓄電池Pb極，石墨棒接該蓄電池PbO₂，所以鐵棒為陰極，石墨棒為陽(yáng)極，電解CuSO₄溶液時(shí)，陰極上銅離子得電子生成銅，所以溶液中硫酸銅的質(zhì)量減小，陽(yáng)極上失電子析出氧氣；
設(shè)電解時(shí)，當(dāng)生成3.2g銅時(shí)，生成氧氣的質(zhì)量為xg．
電解時(shí)，電池反應(yīng)式
2CuSO₄+2H₂O=2Cu+O₂↑+2H₂SO₄
           2×64g    32g
           3.2g      xg
x=0.8，
所以溶液中析出的物質(zhì)的質(zhì)量為3.2g+0.8g=4g；
溶液中減少的是Cu元素和O元素，要使溶液恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，可向溶液中加入氧化銅；碳酸銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水、二氧化碳，實(shí)際上溶液增加的量相當(dāng)于氧化銅，所以要使溶液恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，可向溶液中加入氧化銅或碳酸銅故選BC．
故答案為：減少；4；BC；
（4）電解400克飽和食鹽水，如果電路內(nèi)通過(guò)電子為1mol時(shí)，由電子守恒可得n（Cl₂）=0.5mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下該氣體的體積是0.5mol×22.4L/mol=11.2L；
故答案為：11.2L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池原理和電解原理的應(yīng)用，題目難度中等，易錯(cuò)題是（3）題，注意電解時(shí)要想使溶液恢復(fù)到原溶液，加入陰陽(yáng)極上析出元素形成的化合物即可，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．