Question

【题目】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）。电解一段时间后，若在电解池中C极一侧出来的气体无色无味，D极一侧出来的气体呈黄绿色有刺激性气味。请回答以下问题：

（1）已知铅蓄电池在放电时发生的反应：Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O，则A极的电极反应为___________________________；

（2）电解饱和食盐水的离子反应方程式是__________________；

（3）电极C的电极反应是_____________________________________________；

（4）电解时为防止两种气体产物混合，用阳离子交换膜做隔膜。则电解时Na+从______极区移向_____极区（填“C”或“D”）；

（5）若电路上有0.2mol电子的电量通过，则铅蓄电池中消耗硫酸_________mol。

Answer 1

【答案】Pb+2e-+SO42-=PbSO4 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑ D C 0.2

【解析】

本题主要考查原电池与电解池串联相关知识。电解一段时间后，若在C极一侧出来的气体无色无味是氢气，D极一侧出来的气体呈黄绿色有刺激性气味是氯气，故D极是阳极，所以原电池中A极是负极，B极是正极，据此作答。

（1）A是负极，负极上铅失去电子和硫酸根离子结合生成硫酸铅，则电极反应式为：Pb+2e-+SO42-=PbSO4；

（2）电解氯化钠溶液时，C是阴极，阴极上得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+2e-===2OH-+ H2，D是阳极，阳极上氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为2Cl--2e-===Cl2，同时生成氢氧化钠，故电解饱和食盐水的离子反应方程式是：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；

（3）根据以上分析可知，电极C的电极反应式为：2H2O+2e-===2OH-+ H2或2H++2e-=== H2；

（4）电解时阳离子向阴极移动，由此电解时Na+从D极区移向C极区；

（5）根据方程式Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O可知，当转移2mol电子时，消耗硫酸的物质的量为2mol，则转移0.2mol电子时，消耗硫酸的物质的量为0.2mol。