Question

铅蓄电池是最常见的二次电池。由于铅蓄电池的性能优良、价格低廉、安全可靠，可多次充放电，所以在生产生活中使用广泛，汽车等机动车辆多数都使用这种蓄电池。

(1)装置B中PbO₂上发生的电极反应方程式为______________。

(2)装置A中总反应的离子方程式为____________。

(3)盐桥中的______ （填离子符号）向装置C中溶液方向移动。

(4)若装置E中的目的是精炼铜，则X为________，极板M的材料为________（填“粗铜”或“精铜”）。M电极质量改变6.4g时，N极质量变化_________6.4g，（填“大于”、   “小于”、“等于”或“无法确定”），装置D中产生的气体体积为_______L（标准状况下），溶液的pH______（填“增大”或“减小”，忽略溶液体积变化）。

Answer

PbO2 + 2e- + 4H+ += PbSO4 + 2H2O Cu + 2H+Cu2+ + H2↑ Cl- CuSO4 精铜 无法确定 3.92 增大

【解析】

在图中的五个烧杯所组成的装置中，装置B、C构成1个化学电源(原电池)，其它装置构成电解池。在装置B中，PbO2作原电池的正极，则装置A中，Cu电极为阳极，Pt电极为阴极；装置C中，Pb电极为负极，则D装置中左边石墨电极为阴极，右边石墨电极为阳极；装置E中，极板M为阴极，极板N为阳极。

(1)由以上分析知，装置B中PbO2作正极，PbO2得电子产物与电解质反应生成PbSO4和H2O，发生的电极反应方程式为PbO2 + 2e- + 4H+ += PbSO4 + 2H2O。答案为：PbO2 + 2e- + 4H+ += PbSO4 + 2H2O；

(2)装置A中，阳极Cu-2e- =Cu2+，阴极2H++2e-=H2↑，总反应的离子方程式为Cu + 2H+Cu2+ + H2↑。答案为：Cu + 2H+Cu2+ + H2↑；

(3)装置C中，Pb电极发生的电极反应为Pb-2e-+=PbSO4，溶液中阴离子浓度减小，需要往溶液中补充阴离子，所以盐桥中的Cl-向装置C中移动。答案为：Cl-；

(4)若装置E中的目的是精炼铜，则电解质X为含有Cu2+的可溶性盐，常使用CuSO4，极板M为阴极，所以极板M的材料为精铜。M电极质量改变6.4g时，由于有Fe、Cu均失电子，无法确定溶解的铁和铜的具体质量，故无法确定转移电子的物质的量，无法确定N极的质量变化。装置D中，阴极为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，转移0.2mole-，生成0.1molH2，阳极先发生反应2Cl--2e-=Cl2↑，后发生反应2H2O-4e-=O2↑+4H+，生成Cl2为0.05mol、生成O2为0.025mol，共产生气体的物质的量为0.175mol，气体体积为0.175mol×22.4L/mol=3.92L（标准状况下），NaCl溶液最终转化为NaOH溶液，溶液由中性转化为碱性，pH增大。答案为：CuSO4；精铜；无法确定；3.92；增大。