Question

12．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，則消耗了H₂SO₄的物質(zhì)的量為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極，一段時(shí)間后測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）Pb元素化合價(jià)由0價(jià)、+4價(jià)變?yōu)?2價(jià)，則Pb為負(fù)極，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（2）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子和硫酸的關(guān)系式計(jì)算；
（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，則鐵棒為陰極、石墨棒為陽極，陽極上氫氧根離子放電，陰極上銅離子放電，一段時(shí)間后測得鐵棒比石墨棒增加了3.2克，說明石墨棒上析出3.2gCu，根據(jù)原子守恒計(jì)算硫酸銅溶液減少的質(zhì)量；根據(jù)“析出什么加入什么”原則加入物質(zhì)即可；
（4）電池反應(yīng)式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，根據(jù)氯氣和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算．

解答 解：（1）Pb元素化合價(jià)由0價(jià)、+4價(jià)變?yōu)?2價(jià)，則Pb為負(fù)極，負(fù)極上Pb失電子和硫酸根離子反應(yīng)生成硫酸鉛，電極反應(yīng)式為Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，故答案為：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄；
（2）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子和硫酸的關(guān)系式得消耗硫酸的物質(zhì)的量=$\frac{2mol}{2}$×2=2mol，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極，則鐵棒為陰極、石墨棒為陽極，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，陰極上銅離子放電生成Cu，一段時(shí)間后測得鐵棒比石墨棒增加了3.2克，說明石墨棒上析出3.2gCu，所以電解過程中相當(dāng)于析出CuO，根據(jù)Cu原子守恒知，析出m（CuO）=n（CuO）．M（CuO）=n（Cu）．M（CuO）=$\frac{3.2g}{64g/mol}$×80g/mol=4g；
根據(jù)“析出什么加入什么”原則知，可以加入CuO、CuCO₃固體使溶液恢復(fù)原狀，
故答案為：減少；4；BC；
（4）電池反應(yīng)式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，根據(jù)氯氣和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式得生成氯氣體積=$\frac{1mol}{2}$×22.4L/mol=11.2L，故答案為：11.2L．

點(diǎn)評 本題考查了原電池和電解池原理，根據(jù)元素化合價(jià)變化確定原電池中正負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)，根據(jù)各個(gè)物理量之間的關(guān)系式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算，注意（3）中加入CuCO₃固體能使溶液恢復(fù)原狀，因?yàn)镃uCO₃固體和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和二氧化碳，所以實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于加入CuO，為易錯(cuò)點(diǎn)．