Question

已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO₂+2H₂SO₄2PbSO₄+2H₂O。现用如图装置进行电解实验，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.(铁的相对原子质量：56)请回答下列问题:

①A是铅蓄电池的__________极，

②Ag电极的电极反应式是__________，该电极的电极产物有__________g.

③Cu电极的电极反应式是__________，CuSO₄溶液的浓度__________(填“减小”“增大”或“不变”)。

④如图表示电解进行过程中某个物理量x随时间t的变化曲线，其中曲线Ⅰ表示左侧U形管中的变化，曲线Ⅱ表示右侧U形管中的变化，则x表示（_______）

   

A.U形管中产生的气体的体积    B.U形管中阳极质量的减少量C.U形管中阴极质量的增加量

Answer

负 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，则左边电解池中Fe为阳极，Ag为阴极，则铅蓄电池A为负极，B为正极，据此解答。

①分析可知，A是铅蓄电池的负极，故答案为：负；

②Ag电极为电解池的阴极，氢离子在Ag电极得电子生成氢气，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，转移0.4mol电子时，生成0.2mol氢气，即0.2mol×2g/mol=0.4g，故答案为：2H＋＋2e－=H2↑；0.4；

③Cu与铅蓄电池的正极相连，为阳极，铜失电子生成铜离子，电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，Zn为阴极，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，SO42-没有参与反应，浓度也不变，所以，CuSO4的浓度不变，故答案为：Cu－2e－=Cu2＋；不变；

④A．右侧U形管中无气体生成，与图象不符，A错误；

B．左侧U形管中阳极为Fe，发生反应为：Fe-2e-=Fe2+，右侧U形管中阳极为Cu，发生反应为：Cu-2e-=Cu2+，随反应时间的增大，质量减少量增大，且根据可知，相同时间内，Fe减少的质量小于Cu减小的质量，与图象相符，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；

故答案为：B。