Question

已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO₂+2H₂SO₂

放电

充电

2PbSO₄+2H₂O，现用如图1装置进行电解（电解液足量），测得当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减少11.2g．请回答下列问题．
（1）A是铅蓄电池的

 

极，Zn电极反应式为

 

．
（2）Ag电极的电极反应式是

 

，该电极的电极产物共

 

g．
（3）Cu电极的电极反应式是

 

，CuSO₄溶液的浓度

 

（填“减小”、“增大”或“不变”）
（4）如图2表示电解进行过程中某个量（纵坐标x）随时间的变化曲线，则x表示

 

．
a．各U形管中产生的气体的体积
b．各U形管中阳极质量的减少量
c．各U形管中阴极质量的增加量．

Answer 1

考点：电解原理

专题：

分析：（1）当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减小11.2g，说明铁作阳极，银作阴极，连接原电池负极的电极作阴极，连接原电池正极的电极作阳极，原电池负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；
（2）银作阴极，电解稀硫酸时，阴极上氢离子放电生成氢气，根据转移电子守恒计算；
（3）铜作阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上析出铜，所以该装置是电镀池；
（4）电解时，a．右边U形管不析出气体；
b．铜的摩尔质量大于铁；
c．左边U形管析出氢气，右边U形管析出铜．

解答： 解：（1）当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减小11.2g，说明铁作阳极，银作阴极，阴极连接原电池负极，所以A是负极，B是正极，锌极为阴极，则锌上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为Cu²⁺+2e^-═Cu，
故答案为：负；Cu²⁺+2e^-═Cu；
（2）银作阴极，电解稀硫酸时，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H⁺+2e^-═H₂↑，生成氢气的质量=

0.4mol

2

×2g/mol=0.4g，
故答案为：2H⁺+2e^-═H₂↑；0.4；
（3）铜作阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e^-═Cu²⁺，阴极上析出铜，所以该装置是电镀池，电解质溶液中铜离子浓度不变，
故答案为：Cu-2e^-═Cu²⁺；不变；　
（4）a．右边U形管不析出气体，左边U形管析出气体，所以稀硫酸析出气体体积大于硫酸铜溶液，故错误；
b．当转移相等电子时，溶解金属的物质的量相等，铜的摩尔质量大于铁，所以右边U形管阳极减少的质量大于左边U形管阳极减少的质量，故正确；
c．当转移相等电子时，析出物质的物质的量相等，但铜的摩尔质量大于氢气，所以左边U形管析出氢气的质量小于右边U形管析出铜的质量，故错误；
故答案为：b．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，正确判断原电池正负极是解本题关键，根据离子放电顺序确定阴阳极电极反应，并结合得失电子守恒解答，难度中等．