Question

已知铅蓄电池的工作原理为  Pb(s)+PbO₂(s)+2H₂SO₄(aq)2PbSO₄(s)+2H₂O(l)，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，铅蓄电池正极反应式为:______。

（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

负 PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－===PbSO4＋2H2O 2H＋＋2e－===H2↑ 0.4 Cu－2e－===Cu2＋ 不变 b

【解析】

已知铅蓄电池中转移0.4mol电子时，铁电极的质量减少11.2g，则稀硫酸电解池中Fe为阳极，硫酸铜电解池中Cu为阳极，铅蓄电池B为正极，A为负极；

（1）分析可知，A是铅蓄电池的负极；铅蓄电池正极二氧化铅得电子，与硫酸反应生成硫酸铅和水，电极反应式为PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－=PbSO4＋2H2O；

（2）Ag电极为电解池的阴极，氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；转移0.4mol电子时，生成0.2mol氢气，即0.4g；

（3）Cu电极为阳极，铜失电子生成铜离子，电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋；溶液中的铜离子在阴极得电子生成铜，则溶液中的铜离子浓度不变；

（4）a.硫酸铜溶液中无气体生成，与图象不符，a错误；

b.各U形管中阳极分别为Fe、Cu，随反应时间的增大，质量逐渐减少，符合图象，b正确；

c.稀硫酸电解池中阴极产生氢气，阴极的质量不变，与图象不符，c错误；

答案为b。