Question

化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。

(1)下图为氢氧燃料电池的构造示意图，由此判断X极为电池的_____极，OH^—向______(填“正”或“负”)极作定向移动，Y极的电极反应方程式为________，电路中每转移0.2mol电子，标准状况下正极上消耗气体的体积是_______ L。

(2)为了验证Fe^{3 +}与Cu²⁺氧化性强弱，设计一个装置，下列装置既能产生电流又能达到实验目的的是__________。

(3)铅蓄电池是常见的化学电源之一，其充电、放电的总反应是：2PbSO₄ + 2H₂OPb + PbO₂ + 2H₂SO₄。铅蓄电池放电时正极是______（填物质化学式），该电极质量_____（填“增加”或“减少）。若电解液体积为2L（反应过程溶液体积变化忽略不计），放电过程中外电路中转移3mol电子，则硫酸浓度由5mol/L下降到________mol/L。

Answer

负 负 O2＋2H2O+4e－=4OH－ 1.12L B PbO2 增加 3.5

【解析】(1)氢气作还原剂，失电子，是负极,X极为电池的负极，OH—向负极作定向移动，O2得电子，Y极的电极反应方程式为O2＋2H2O+4e－=4OH－，电路中每转移0.2mol电子，标准状况下正极上消耗气体的体积是0.2mol×22.4L·mol－1/4 =1.12L。(2)为了验证Fe3 +与Cu2+氧化性强弱，既能产生电流又能达到实验目的的是B。A、锌与Fe3 +反应，故A错误；B、Fe3 +与Cu反应，能验证Fe3 +与Cu2+氧化性强弱，故B正确；C、铁与浓硝酸反应，故C错误；D、两电极相同，不能形成原电池，故D错误；故选B。(3)PbO2是氧化剂，铅蓄电池放电时正极是PbO2（填物质化学式），放电后变成PbSO4，该电极质量增加。若电解液体积为2L（反应过程溶液体积变化忽略不计），2PbSO4 + 2H2OPb + PbO2 + 2H2SO4。每转移2mol电子，消耗2mol硫酸，放电过程中外电路中转移3mol电子，消耗3mol硫酸，则硫酸浓度由5mol/L下降到 =3.5mol/L。