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)。

铅蓄电池充、放电时的电池反应为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄2PbSO₄+2H₂O

（1）铅蓄电池放电时的正极反应为___。

（2）请写出电解饱和食盐水的化学方程式：____。

（3）若在电解池C极一侧滴入几滴酚酞溶液，电解一段时间后溶液变红色，说明铅蓄电池的A极为___极。

（4）用铅蓄电池电解1L饱和食盐水(食盐水足量、密度为1.15g·cm^-3)时，

①若收集到11.2L(标准状况下)氯气，则至少转移电子____mol。

②若铅蓄电池消耗2molH₂SO₄，则可收集到H₂的体积(标准状况下)为___L。

③若蓄电池消耗amol硫酸，电解后除去隔膜，所得溶液中NaOH的质量分数表达式为(假设氯气和氢气全部排出)___(用含a的代数式表示)。

Answer

PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4 2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑ 负 1 22.4

【解析】

（1）铅蓄电池的正极为氧化铅，其电极反应方程式为PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4，故答案为：PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4；

（2）电解饱和食盐水时，氯离子和水放电，其化学方程式为2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑，故答案为：2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑；

（3）若在电解池C极一侧滴入几滴酚酞溶液，电解一段时间后溶液变红色，说明产生了氢氧化钠，则C为阴极，与C相连的铅蓄电池的A极为负极，故答案为：负；

（4）①氯离子放电生成氯气，每生成1mol氯气，转移的电子的物质的量为2mol，若收集到0.5mol的氯气，则至少转移电子1mol，故答案为：1；

②根据铅蓄电池的反应方程式，若消耗2molH2SO4，转移的电子为2mol，则生成的氢气为1mol，即可收集到H2的体积(标准状况下)为22.4L，故答案为22.4；

③铅蓄电池中每消耗2mol硫酸，转移电子2mol，则电解氯化钠时生成2mol氢氧化钠、1mol氢气、1mol氯气，则若蓄电池消耗amol硫酸，生成amol氢氧化钠、mol氢气、mol氯气，所得溶液中NaOH的质量分数为，故答案为：。