Question

13．鉛蓄電池的工作原理為Pb+PbO₂+4H⁺+2SO${\;}_{4}^{2-}$$?_{充電}^{放電}$2PbSO₄+2H₂O．下圖所示裝置中，A為PbO₂電極，B為Pb電極，E、F均為PbSO₄電極，U形管中盛有足量硫酸溶液．先閉合S₁足夠長時間后斷開S₁，下列有關說法中不正確的是（　�。�

• A． 閉合S₁時，左側U形管為原電池，右側U形管為電解池，F電極上生成氧氣
• B． 若將兩U形管中的溶液混合，混合液的質量分數仍為30%
• C． 若再單獨閉合S₂，電極A、B的質量會逐漸增加，電極E、F的質量會逐漸減小
• D． 若再單獨閉合S₂，E、F電極上發生的反應與之前相同

Answer 1

分析 先閉合S₁足夠長時間，左側為原電池，A為正極，發生SO₄^2-+PbO₂+2e^-+4H⁺═PbSO₄+2H₂O，B為負極，發生Pb+SO₄^2--2e^-═PbSO₄，E為陰極，F為陽極，陰極發生還原反應，電極方程式為PbSO₄+2e^-=Pb+SO₄^2-，F發生氧化反應，電極方程式為PbSO₄-2e^-+2H₂O=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺，若再單獨閉合S₂，A、E為陰極，B、F為陽極，以此解答該題．

解答 解：A．先閉合S₁足夠長時間，左側為原電池，A為正極，E為陰極，F為陽極，電極方程式為PbSO₄-2e^-+2H₂O=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺，沒有氧氣生成，故A錯誤；
B．閉合S₁時，左側發生Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-=2PbSO₄+2H₂O，左側消耗硫酸，右側發生2PbSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-，右側生成硫酸，將兩U形管中的溶液混合，混合液的質量分數仍為30%，故B正確；
C．若再單獨閉合S₂，電極A發生PbSO₄-2e^-+2H₂O=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺，B發生Pb+SO₄^2--2e^-═PbSO₄，質量會逐漸增加，E發生電極方程式為PbSO₄+2e^-=Pb+SO₄^2-，F發生PbSO₄-2e^-+2H₂O=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺，電極E、F的質量會逐漸減小，故C正確；
D．閉合S₁時，E為陰極，F為陽極，連接外加電源時，E為陰極，F為陽極，發生反應相同，故D正確．
故選A．

點評 本題考查原電池和電解池原理，為高頻考點，側重于學生的分析能力的考查，明確得失電子與電極關系、電極反應式的書寫是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，題目難度不大．