Question

电化学自伏打电堆开始，便不断地推进化学学科的发展。伏打电堆示意图如图所示：

（1）将Zn片和Ag片用浸泡有盐溶液的纸片隔开，就可以产生电流，该装置的电流方向是_________（填“Zn→Ag”或“Ag→Zn”）

（2）利用伏打电堆产生的电流，戴维开创了电化学研究，制得并发现系列新元素，请写出电解制Na的化学方程式：______________。

（3）已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO₂+2H₂SO₄2PbSO₄+ 2H₂O，现设计如下图所示装置进行电解（电解液足量），测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时，铁电极的质量减少11.2 g。

则A是铅蓄电池的_____（填“正”或“负”）极，写出铅蓄电池放电时的正极反应式：______，如图2表示电解时某个量（纵坐标x）随时间变化的曲线，这个量x最有可能表示的是_____（填序号）。

a．两个U形管中析出的气体体积

b．两个U形管中阳极质量的减少量

c．两个U形管中阴极质量的增加量

Answer

Ag→Zn 2NaCl(熔融)=2Na＋Cl2↑ 负 PbO2＋2e－＋SO42－＋4H＋=PbSO4＋2H2O b

【解析】

(1)Zn片和Ag片浸泡在盐溶液中，Zn比Ag活泼，Zn失电子，作负极，Ag作正极，在原电池中，电流由正极经外电路流向负极，即电流方向Ag→Zn；

(2)通过电解熔融的NaCl制备Na，化学方程式为2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑；

(3) 铁电极的质量减少11.2 g，铁作阳极，Ag作阴极，A是负极，B为正极，铅蓄电池中，PbO2得电子，电极方程式PbO2＋2e－＋SO42－＋4H＋=PbSO4＋2H2O；左边的U形管，阳极Fe－2e－=Fe2＋，阴极2H＋＋2e－=H2↑；右边的U形管，阳极Cu－2e－=Cu2＋，阴极Cu2＋＋2e－=Cu；

a．右边U形管不析出气体，左边U形管析出气体，所以稀硫酸析出气体体积大于硫酸铜溶液，故错误；

b．当转移相同电子时，溶解金属的物质的量相等，铜的摩尔质量大于铁，所以右边U形管阳极减少的质量大于左边U 形管阳极减小的质量，故正确；

c．当转移相同电子时，析出物质的物质的量相等，但铜的摩尔质量大于氢气，所以左边U形管析出氢气的质量小于右边U形管析出铜的质量，故错误；

答案选b。