(12分)蓄電池是一種可以反復(fù)充電、放電的裝置。有一種蓄電池在充電和放電時發(fā)生的反應(yīng)是:NiO2 + Fe + 2H2OFe(OH)2 + Ni(OH)2。
(1)若此蓄電池放電時,該電池某一電極發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是 (填序號)。
A.NiO2 | B.Fe | C.Fe(OH)2 | D.Ni(OH)2 |
(1) A (2) 增大 (3) Ni(OH)2 -2e + 2OH- ="=" NiO2 + 2H2O
(4) 50xa 168ml (無單位不給分) 2
解析試題分析:(1)得到電子,化合價較低的反應(yīng)是還原反應(yīng),原電池中正極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),負(fù)極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),所以根據(jù)總的反應(yīng)式可知,鐵是負(fù)極,氧化鎳是正極,答案選A。
(2)正極是氧化鎳得到電子,生成氫氧化鎳,電極反應(yīng)式是NiO2 + 2H2O -2e-=Ni(OH)2 + 2OH-,所以該電池放電時,正極附近溶液的PH增大。
(3)充電相當(dāng)于放電的逆反應(yīng),所以陽極電極反應(yīng)式就是原電池中正極反應(yīng)式的逆反應(yīng),即Ni(OH)2 -2e + 2OH- ="=" NiO2 + 2H2O。
(4)①根據(jù)硝酸鹽的化學(xué)式可知,M的化合價是+x價,失去0.02mol電子,所以M的相對原子質(zhì)量是ax÷0.02=50ax。
②陽極首先是氯離子放電生成氯氣,然后是OH-放電生成氧氣。氯離子的物質(zhì)的量是0.01mol,失去0.01mol電子,所以O(shè)H-失去電子的物質(zhì)的量是0.02mol-0.01mol=0.01mol,因此氯氣是0.005mol、氧氣是0.0025mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是0.0075mol×22.4L/mol=0.168L。陰極銅離子放電,失去0.01mol×2=0.02mol電子,所以此時溶液中的氫離子不放電,因此反應(yīng)中生成的氫離子的物質(zhì)的量就是電解硫酸銅溶液時生成的氫離子,物質(zhì)的量是0.01mol,濃度是0.01mol÷1L=0.01mol/L,pH=2。
考點(diǎn):考查原電池中正負(fù)極的判斷、電極反應(yīng)式的書寫以及計算等
點(diǎn)評:在進(jìn)行電化學(xué)的有關(guān)計算時,必須準(zhǔn)確判斷出電極產(chǎn)物,這主要是依據(jù)離子的放電順序進(jìn)行判斷。最后還需要通過電子的得失守恒進(jìn)行計算。
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