Question

如图是以铅蓄电池为电源，模拟氯碱工业电解饱和食盐水的装置图(C、D均为石墨电极)。

已知：铅蓄电池在放电时发生下列电极反应：

负极：Pb＋SO₄^2--2e^-=PbSO₄    正极：PbO₂＋4H^＋＋SO₄^2-＋2e^-=PbSO₄＋2H₂O

(1)请写出电解饱和食盐水的化学方程式__。

(2)若在电解池中C极一侧滴酚酞试液，电解一段时间后未呈红色，说明铅蓄电池的A极为__极。

(3)用铅蓄电池电解200ml浓度为0.5mol/LCuSO₄ 溶液一段时间后

①若两极收集到的气体体积相等，则转移电子_____mol。

②阳极收集到的气体体积(标准状况下)为_____L。

Answer

2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 正 0.4 2.24

【解析】

(1)惰性电极电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氢气和氯气；

(2)若在电解池中C极一侧滴酚酞试液，电解一段时间后未呈红色，说明C极为阳极，据此判断铅蓄电池的A极；

(3)用铅蓄电池电解200ml浓度为0.5mol/LCuSO4 溶液一段时间后，阳极只产生氧气，阴极先析出铜、后析出氢气，按电子数守恒及其它已知条件计算即可。

(1)依据电解的原理可得，电解饱和食盐水的化学方程式是：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑；

(2)惰性电极电解饱和食盐水，阴极水提供的氢离子放电，产生氢气，溶液中氢氧根离子浓度增大，阳极产生氯气，若在电解池中C极一侧滴酚酞试液，电解一段时间后未呈红色，说明C极为阳极，所以铅蓄电池的A极为正极；

(3)用铅蓄电池电解200ml浓度为0.5mol/LCuSO4 溶液，阳极只产生氧气，阴极先析出铜、后析出氢气；①若两极收集到的气体体积相等，即气体的物质的量相等，则设阳极为：，阴极析出氢气的物质的量为x， ，则 ，则x=0.1mol，故转移电子的物质的量4x=0.4mol；

②阳极收集到的气体为0.1mol的氧气，标况下的体积为2.24L。