Question

18．蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置．有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是NiO₂+Fe+2H₂O$?_{充电}^{放电}$Fe（OH）₂+Ni（OH）₂．
（1）此蓄电池放电时，电池中某一电极上发生氧化反应的物质是B．
A．NiO₂   B．Fe   C．Fe（OH）₂  D．Ni（OH）₂
（2）以此蓄电池为电源，用石墨作电极，电解含有大量浓度相同的下列离子的溶液：Al³⁺、Cu²⁺、Cl^-，SO₄^2-，阴极上最先放电的离子是Cu²⁺，开始时，阳极的电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑．
（3）用此蓄电池分别电解以下两种溶液，若电路中转移了0.02mol电子（电解池的电极为惰性电极），试回答下列问题：
①电解足量Cu（NO₃）₂溶液时，某一电极增加的质量为0.64g．
②电解Na₂SO₄溶液，阴极的电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，阳极产生的气体在标准情况下的体积为0.112L．

Answer 1

分析 （1）由方程式可知，放电时，Fe被氧化生成Fe（OH）₂，Fe为负极；
（2）电解时，氧化性最强的阳离子首先在阴极放电，阳极发生氧化反应，氯离子被氧化生成氯气；
（3）①电解足量Cu（NO₃）₂溶液时，电极增加的为阴极，发生Cu²⁺+2e^-=Cu；
②电解Na₂SO₄溶液，阴极生成氢气，阳极生成氧气，结合电极方程式计算．

解答 解：（1）由方程式可知，放电时，Fe被氧化生成Fe（OH）₂，Fe为负极，电极上发生氧化反应的物质是Fe，故答案为：B；
（2）电解时，Cu²⁺首先在阴极放电，阳极发生氧化反应，溶液中含有氯离子，氯离子被氧化生成氯气，电极方程式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
故答案为：Cu²⁺；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（3）若电路中转移了0.02mol电子，
①电解足量Cu（NO₃）₂溶液时，电极增加的为阴极，发生Cu²⁺+2e^-=Cu，可知生成0.01molCu，质量为0.01mol×64g/mol=0.64g，故答案为：0.64g；
②电解Na₂SO₄溶液，阴极生成氢气，电极方程式为2H⁺+2e^-=H₂↑，阳极生成氧气，电极方程式为4OH^-+2H₂O-4e^-=O₂↑，可知生成0.005molO₂，体积为0.005mol×22.4L/mol=0.112L，
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；0.112L．

点评 本题考查原电池和电解池知识，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，题目难度中等，注意把握电极方程式的书写，为解答该题的关键，也是易错点，做题时注意体会．