Question

12．鉛蓄電池屬于二次電池，其電極材料分別是Pb和PbO₂，電解質溶液為一定濃度的硫酸，工作時，該電池的總反應為PbO₂+Pb+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O；PbSO₄不溶．
（1）該蓄電池工作時負極的電極反應式為Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄
（2）若該電池工作時，電路中有2mol 電子通過，則消耗了H₂SO₄的物質的量為2mol
（3）將質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，一段時間后測得鐵棒比石墨棒增加了3.2克，則CuSO₄溶液
質量減少（增加、減少）4克；如果要求將CuSO₄溶液恢復成與開始時完全相同的狀態(tài)，則可以加入下列物質中的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，如果電路內通過電子為1mol時，理論上可得到氯氣在標準狀況下的體積為11.2L．

Answer 1

分析 （1）Pb元素化合價由0價、+4價變?yōu)?2價，則Pb為負極，負極上失電子發(fā)生氧化反應；
（2）根據(jù)轉移電子和硫酸的關系式計算；
（3）將質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)原子守恒計算硫酸銅溶液減少的質量；根據(jù)“析出什么加入什么”原則加入物質即可；
（4）電池反應式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，根據(jù)氯氣和轉移電子之間的關系式計算．

解答 解：（1）Pb元素化合價由0價、+4價變?yōu)?2價，則Pb為負極，負極上Pb失電子和硫酸根離子反應生成硫酸鉛，電極反應式為Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，故答案為：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄；
（2）根據(jù)轉移電子和硫酸的關系式得消耗硫酸的物質的量=$\frac{2mol}{2}$×2=2mol，故答案為：2mol；
（3）將質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固體使溶液恢復原狀，
故答案為：減少；4；BC；
（4）電池反應式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，根據(jù)氯氣和轉移電子之間的關系式得生成氯氣體積=$\frac{1mol}{2}$×22.4L/mol=11.2L，故答案為：11.2L．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，根據(jù)元素化合價變化確定原電池中正負極發(fā)生的反應，根據(jù)各個物理量之間的關系式進行有關計算，注意（3）中加入CuCO₃固體能使溶液恢復原狀，因為CuCO₃固體和稀硫酸反應生成硫酸銅和二氧化碳，所以實質上相當于加入CuO，為易錯點．